JPH0755275A - Apparatus and method for controlling operation of refrigerator - Google Patents

Apparatus and method for controlling operation of refrigerator

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JPH0755275A
JPH0755275A JP5197042A JP19704293A JPH0755275A JP H0755275 A JPH0755275 A JP H0755275A JP 5197042 A JP5197042 A JP 5197042A JP 19704293 A JP19704293 A JP 19704293A JP H0755275 A JPH0755275 A JP H0755275A
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修一 曽地
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Abstract

PURPOSE:To suppress an internal pressure rise of a refrigerant tank by providing means for so controlling a refrigerant flow rate as to return, after it is switched to a set flow rate less than a normal flow rate, it to the normal flow rate after energization or deenergization is finished. CONSTITUTION:When a superconducting magnet is energized or deenergized, refrigerant flowrate regulating means 19 is controlled by control means 54 which receives an output signal of energizing and deenergizing operation detecting means 53, a refrigerant flow rate to a refrigerant tank Th is switched from a normal flow rate to '0' during executing of energization or deenergization of the magnet. When it is returned to the flow rate after the energization or the deenergization of the magnet is finished, it is returned to the normal flow rate after it is switched to a set flow rate less than the normal flow rate. Thus, a pressure of the refrigerant from compressors 4, 8 to the tank Th is lowered while the flow rate remains the set flow rate to reduce the flow rate, thereby effectively suppressing an internal pressure rise of the tank Th over a peak value during the energization or the deenergization.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、リニアモータカーの
超電導磁石を極低温レベルに冷却するための液化冷媒を
貯溜する冷媒タンクに付設され、冷媒タンク内で蒸発し
た冷媒ガスを冷媒回路内に吸い込んで圧縮及び膨張によ
り液化してタンク内に戻すようにしたリニアモータカー
用冷凍機の運転制御装置及び運転制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is attached to a refrigerant tank for storing a liquefied refrigerant for cooling a superconducting magnet of a linear motor car to a cryogenic level, and sucks refrigerant gas evaporated in the refrigerant tank into a refrigerant circuit. The present invention relates to an operation control device and an operation control method for a refrigerator for a linear motor car which is liquefied by compression and expansion and returned to the inside of a tank.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、超電導磁石を備えたリニアモータ
カーが注目されている。この超電導磁石においては、コ
イルに用いる超電導体を臨界温度以下に冷却保持するた
めにタンク内に貯溜した液体ヘリウムを利用している
が、この液体ヘリウムがタンク内で蒸発するので、この
蒸発したヘリウムガスを冷却凝縮させて液化する必要が
あり、この目的で極低温冷凍機が使用される。
2. Description of the Related Art In recent years, a linear motor car equipped with a superconducting magnet has attracted attention. In this superconducting magnet, liquid helium stored in the tank is used to cool and maintain the superconductor used for the coil below the critical temperature, but since this liquid helium evaporates in the tank, this evaporated helium is used. It is necessary to cool and condense the gas to liquefy it, and a cryogenic refrigerator is used for this purpose.

【0003】このヘリウムガスを凝縮温度まで冷却する
冷凍機の一例として、従来、例えば米国特許第4223
540号等に記載されているように、予冷冷凍機とJ−
T冷凍機とを組み合わせた冷凍機がある。上記予冷冷凍
機はGMサイクル(ギフォード・マクマホンサイクル)
や改良ソルベーサイクル等の冷凍機からなるもので、圧
縮機で圧縮されたヘリウムガス(冷媒ガス)を膨張機で
断熱膨張させてそのガスの温度降下によりヒートステー
ションに極低温レベルの寒冷を発生させる。
As an example of a refrigerator for cooling the helium gas to a condensing temperature, there is a conventional one, for example, US Pat. No. 4,223.
No. 540, etc., a pre-cooling refrigerator and a J-
There is a refrigerator combined with a T refrigerator. The above pre-cooling refrigerator is a GM cycle (Gifford McMahon cycle)
And a refrigerating machine such as an improved solve cycle. The helium gas (refrigerant gas) compressed by the compressor is adiabatically expanded by the expander, and the temperature drop of the gas causes the cryogenic cold level at the heat station. .

【0004】一方、J−T冷凍機は、圧縮機から供給さ
れたヘリウムガスを上記予冷冷凍機における膨張機のヒ
ートステーションとの間で熱交換して予冷する予冷器
と、ヘリウムガスをジュール・トムソン膨張させるJ−
T弁とを接続してなるもので、圧縮機からのヘリウムガ
スを予冷器で予冷するとともに、該予冷されたヘリウム
ガスをJ−T弁でジュール・トムソン膨張させて4Kレ
ベルの寒冷を発生させるようになっている。
On the other hand, the JT refrigerator has a precooler for precooling by exchanging heat between the helium gas supplied from the compressor and the heat station of the expander in the precooling refrigerator, and the helium gas in a joule. Thomson inflates J-
It is connected with a T valve, and helium gas from the compressor is precooled by a precooler, and the precooled helium gas is expanded by Joule-Thomson with the JT valve to generate 4K level cold. It is like this.

【0005】そして、上記タンク内の蒸発ヘリウムガス
を冷凍機で冷却する場合、タンク内に2本の冷媒配管を
各々の一端部がタンク内に開口するように配置し、両配
管の他端部をタンク外に引き出してJ−T冷凍機の冷媒
回路に直列に接続することにより、タンク内を冷凍機の
冷媒回路の一部とし、一方の配管からタンク内の蒸発ヘ
リウムガスをJ−T冷凍機の冷媒回路に吸い込んで圧縮
機で圧縮するとともに、その圧縮されたヘリウムガスを
J−T弁で膨張させて冷却液化し、この液体ヘリウムを
他方の配管を経由してタンク内に戻すようになされてい
る。
When the evaporated helium gas in the tank is cooled by a refrigerator, two refrigerant pipes are arranged in the tank so that one end of each refrigerant pipe opens into the tank and the other end of both pipes is arranged. Is taken out of the tank and connected in series to the refrigerant circuit of the JT refrigerator, so that the inside of the tank becomes a part of the refrigerant circuit of the refrigerator, and the evaporated helium gas in the tank is JT frozen from one pipe. Sucked into the refrigerant circuit of the machine and compressed by the compressor, the compressed helium gas is expanded by the JT valve to be cooled and liquefied, and this liquid helium is returned to the tank through the other pipe. Has been done.

【0006】ところで、リニアモータカーの超電導磁石
を臨界温度以下に冷却するための液体ヘリウムタンクの
内圧は、冷凍機の通常運転時には所定範囲(0.15〜
0.25kg/cm2 G程度)でバランスしている。し
かし、リニアモータカーの保守や点検等で超電導磁石に
よる磁場の発生を停止させる消磁や外部から電流を流し
て励磁を行うときには、熱負荷が増大して上記タンク内
の圧力が上昇する。そして、このタンク内圧が上限値
(例えば0.4kg/cm2 G)を越えると、安全弁が
作動してタンク内のヘリウムガスをタンク外に蒸発させ
ることが行われている。
By the way, the internal pressure of the liquid helium tank for cooling the superconducting magnet of the linear motor car to a critical temperature or lower is within a predetermined range (0.15 to 0.15) during normal operation of the refrigerator.
The balance is about 0.25 kg / cm 2 G). However, when degaussing for stopping the generation of the magnetic field by the superconducting magnet or exciting by applying an electric current from the outside for maintenance or inspection of the linear motor car, the heat load increases and the pressure in the tank rises. When the tank internal pressure exceeds the upper limit value (for example, 0.4 kg / cm 2 G), the safety valve operates to evaporate the helium gas in the tank to the outside of the tank.

【0007】この安全弁の作動を避けるために、従来、
超電導磁石の励消磁を行うときには、J−T冷凍機にお
ける圧縮機の運転周波数を上げて、液体ヘリウムタンク
から圧縮機に吸い込まれるヘリウムガスの吸込量を増加
させ、かつJ−T冷凍機の冷媒回路でのガス流量を一時
的に0にし又は通常流量(超電導磁石の定常時のガス流
量)よりも少なくして、タンク内へのガス流入量を減少
させる励消磁モードで冷凍機を運転することにより、タ
ンク内圧を低下させるとともに、圧縮機への吸込量との
差分はバッファタンクに蓄えるようになされている。
In order to avoid the operation of this safety valve, conventionally,
When performing the demagnetization of the superconducting magnet, the operating frequency of the compressor in the JT refrigerator is increased to increase the suction amount of the helium gas sucked from the liquid helium tank into the compressor, and the refrigerant of the JT refrigerator. Operate the refrigerator in an excitation / demagnetization mode that temporarily reduces the gas flow rate in the circuit to 0 or lowers it from the normal flow rate (gas flow rate during normal operation of the superconducting magnet) to reduce the gas flow rate into the tank. As a result, the tank internal pressure is reduced and the difference from the suction amount into the compressor is stored in the buffer tank.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようにして超電導
磁石の励消磁を実行すると、ガス流量が少ないほどタン
ク内圧の上昇を効果的に抑制することができる。ところ
が、その励消磁の後にガス流量を通常流量に戻す際、ヘ
リウムガスがタンク内に急激に戻るために、そのタンク
内圧が励消磁に伴うピーク圧力を越えるレベルまで再度
上昇することがある。
When the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is performed in this manner, the rise in the tank internal pressure can be effectively suppressed as the gas flow rate decreases. However, when the gas flow rate is returned to the normal flow rate after the excitation / demagnetization, the helium gas rapidly returns to the inside of the tank, so that the tank internal pressure may rise again to a level exceeding the peak pressure accompanying the excitation / demagnetization.

【0009】このタンク内圧の再上昇を低いレベルに抑
えるには、超電導磁石の励消磁の終了後もタンク内圧が
ある程度下がるまで引続き冷凍機を励消磁モードで運転
させる必要がある。しかし、その場合、長時間の励消磁
モード運転に伴い、圧縮機の運転周波数が長時間に亘り
高いままに保たれてその耐久性が低下したり、冷媒回路
での往復ガス間での流量バランスが崩れて圧縮機へのリ
ターンガスの温度が低下し、リターン側接続配管に霜付
きが生じたり、圧縮機の低温ヘリウムガスの吸込みによ
り潤滑油の性能が低下し、また、液体ヘリウムタンクで
のガス蒸発量が増加したり、さらにはバッファタンクへ
のヘリウム回収量が増加したりする等の問題が生じる。
In order to suppress the re-rise of the tank internal pressure to a low level, it is necessary to continuously operate the refrigerator in the excitation / demagnetization mode after the demagnetization of the superconducting magnet is completed until the tank internal pressure is reduced to some extent. However, in that case, the operating frequency of the compressor is kept high for a long period of time due to long-term excitation / demagnetization mode operation, and its durability decreases, and the flow rate balance between reciprocating gases in the refrigerant circuit is reduced. Collapse and the temperature of the return gas to the compressor decreases, frost is formed on the return side connecting pipe, the performance of the lubricating oil decreases due to the suction of low temperature helium gas of the compressor, and the performance of the liquid helium tank is reduced. This causes problems such as an increase in the amount of gas evaporation and an increase in the amount of helium recovered in the buffer tank.

【0010】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、超電導磁石の励消磁を行った後の冷凍
機の運転制御形態を変更することにより、冷媒タンクの
内圧上昇を有効に抑制しようとすることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to effectively increase the internal pressure of the refrigerant tank by changing the operation control mode of the refrigerator after the demagnetization of the superconducting magnet. To try to suppress it.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、この発明では、超電導磁石の励消磁終了後に冷凍機
における冷媒流量を一度に通常流量に戻すのではなく、
通常流量よりも少ない中間流量を介して戻すようにし
た。
In order to achieve the above object, in the present invention, the refrigerant flow rate in the refrigerator is not returned to the normal flow rate at once after the end of the demagnetization of the superconducting magnet.
The flow was returned via an intermediate flow rate that is lower than the normal flow rate.

【0012】具体的には、請求項1の発明では、図1に
示すように、リニアモータカーの超電導磁石を臨界温度
以下に冷却保持する液冷媒を貯溜する冷媒タンク(T
h)内に、圧縮機(4),(8)及び膨張手段(38)
を有する冷媒回路の一部が開放され、冷媒タンク(T
h)内で蒸発したガス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機
(4),(8)で圧縮した後に膨張手段(38)で膨張
させ、その膨張による温度降下により液冷媒を生成して
冷媒タンク(Th)内に戻すようにしたリニアモータカ
ー用冷凍機が前提である。
Specifically, in the invention of claim 1, as shown in FIG. 1, a refrigerant tank (T for storing a liquid refrigerant for cooling and holding the superconducting magnet of the linear motor car to a critical temperature or below) is stored.
In h), compressors (4), (8) and expansion means (38)
Of the refrigerant tank (T
The gas refrigerant evaporated in h) is sucked into the refrigerant circuit, compressed by the compressors (4) and (8), and then expanded by the expansion means (38), and a liquid refrigerant is generated by the temperature drop due to the expansion, thereby generating the refrigerant. It is premised on a refrigerator for a linear motor car that is returned into the tank (Th).

【0013】そして、上記圧縮機(4),(8)から冷
媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整する冷媒流量調
整手段(19)と、上記超電導磁石の励消磁を行うこと
を検出する励消磁運転検出手段(53)と、この検出手
段(53)の出力信号を受け、超電導磁石の励消磁中
は、冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を通常流量から
0に切り換え、励消磁の終了後は、冷媒流量を通常流量
よりも少ない設定流量に切り換えた後に通常流量に戻す
ように上記冷媒流量調整手段(19)を制御する制御手
段(54)とを設ける。
A refrigerant flow rate adjusting means (19) for adjusting the refrigerant flow rate from the compressors (4), (8) to the refrigerant tank (Th) and an excitation for detecting that the superconducting magnet is demagnetized. Upon receiving the demagnetization operation detection means (53) and the output signal of the detection means (53), the refrigerant flow rate to the refrigerant tank (Th) is switched from the normal flow rate to 0 during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet to end the excitation / demagnetization. After that, a control means (54) for controlling the refrigerant flow rate adjusting means (19) is provided so as to return the flow rate to the normal flow rate after switching the flow rate of the refrigerant to a set flow rate lower than the normal flow rate.

【0014】請求項2の発明では、超電導磁石の励消磁
時には冷媒流量を0以外の設定流量としておき、励消磁
の終了後は冷媒を設定流量からそれよりも多い中間流量
を介して通常流量へ戻すようにしている。
According to the second aspect of the present invention, when the superconducting magnet is excited and demagnetized, the refrigerant flow rate is set to a set flow rate other than 0, and after the end of the excitation and demagnetization, the refrigerant is changed from the set flow rate to the normal flow rate through a larger intermediate flow rate. I'm trying to bring it back.

【0015】すなわち、この発明では、上記請求項1の
発明と同様に、圧縮機(4),(8)から冷媒タンク
(Th)に至る冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段
(19)と、超電導磁石の励消磁を行うことを検出する
励消磁運転検出手段(53)とを設ける。
That is, according to the present invention, as in the case of the first aspect of the present invention, the refrigerant flow rate adjusting means (19) for adjusting the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th), An excitation / demagnetization operation detection means (53) for detecting the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is provided.

【0016】さらに、上記検出手段(53)の出力信号
を受け、超電導磁石の励消磁中は、冷媒タンク(Th)
に至る冷媒流量を通常流量から該通常流量よりも少ない
第1設定流量に切り換え、励消磁の終了後は、冷媒流量
を通常流量よりも少なくかつ上記第1設定流量よりも多
い第2設定流量に切り換えた後に通常流量に戻すように
上記冷媒流量調整手段(19)を制御する制御手段(5
4)を設ける。
Further, the refrigerant tank (Th) is received while the superconducting magnet is being demagnetized by receiving the output signal of the detecting means (53).
Is switched from the normal flow rate to the first set flow rate which is smaller than the normal flow rate, and after the completion of the demagnetization, the refrigerant flow rate is set to the second set flow rate which is lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate. Control means (5) for controlling the refrigerant flow rate adjusting means (19) so as to return to the normal flow rate after switching.
4) is provided.

【0017】請求項3の発明では、上記冷媒流量調整手
段の望ましい構成を具体化している。すなわち、この発
明では、冷媒流量調整手段(19)は、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒配管(15)
を並列に分岐してなる複数の分岐配管(15a),(1
5b),…と、該各分岐配管(15a),(15b),
…にそれぞれ配置され、互いに開度の異なる絞り弁(V
1),(V2),…と、各分岐配管(15a),(15
b),…をそれぞれ開閉する開閉弁(AV1),(AV
2),…とを備えていて、各開閉弁(AV1),(AV
2),…を開閉切換えすることにより、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整す
るように構成されているものとする。
In a third aspect of the invention, a desirable configuration of the refrigerant flow rate adjusting means is embodied. That is, in the present invention, the refrigerant flow rate adjusting means (19) includes the compressor (4),
Refrigerant piping (15) from (8) to the refrigerant tank (Th)
A plurality of branch pipes (15a), (1
5b), ... and the branch pipes (15a), (15b),
... and throttle valves (V
1), (V2), ... And each branch pipe (15a), (15
b), ... Open / close valves (AV1), (AV)
2), ... And each open / close valve (AV1), (AV
2), ... By switching between open and close, the compressor (4),
It is assumed that the flow rate of the refrigerant from (8) to the refrigerant tank (Th) is adjusted.

【0018】請求項4又は5の発明は、リニアモータカ
ー用冷凍機の運転制御方法である。
The invention of claim 4 or 5 is an operation control method of a refrigerator for a linear motor car.

【0019】すなわち、請求項4の発明では、請求項1
の発明と同様に、リニアモータカーの超電導磁石を臨界
温度以下に冷却保持する液冷媒を貯溜する冷媒タンク
(Th)内に、圧縮機(4),(8)及び膨張手段(3
8)を有する冷媒回路の一部が開放され、冷媒タンク
(Th)内で蒸発したガス冷媒を冷媒回路に吸入して圧
縮機(4),(8)で圧縮した後に膨張手段(38)で
膨張させ、その膨張による温度降下により液冷媒を生成
して冷媒タンク(Th)内に戻すようにしたリニアモー
タカー用冷凍機の運転制御方法として、上記超電導磁石
の励消磁を行うときには、圧縮機(4),(8)から冷
媒タンク(Th)に至る冷媒流量を通常流量から0に切
り換え、励消磁が終了すると、冷媒流量を通常流量より
も少ない設定流量に切り換えた後に通常流量に戻すこと
を特徴とする。
That is, according to the invention of claim 4,
In the same manner as in the above invention, the compressors (4) and (8) and the expansion means (3) are placed in a refrigerant tank (Th) that stores a liquid refrigerant that cools and holds the superconducting magnet of the linear motor car at a critical temperature or lower.
Part of the refrigerant circuit having 8) is opened, and the gas refrigerant evaporated in the refrigerant tank (Th) is drawn into the refrigerant circuit and compressed by the compressors (4) and (8), and then expanded by the expansion means (38). As an operation control method of the linear motor car refrigerator in which the refrigerant is expanded and a liquid refrigerant is generated by the temperature drop due to the expansion and returned to the inside of the refrigerant tank (Th), when the demagnetization of the superconducting magnet is performed, the compressor ( 4) The refrigerant flow rate from (8) to the refrigerant tank (Th) is switched from the normal flow rate to 0, and when the demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is switched to the set flow rate lower than the normal flow rate and then returned to the normal flow rate. Characterize.

【0020】また、請求項5の発明では、請求項2の発
明と同様に、超電導磁石の励消磁を行うときには、圧縮
機(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流
量を通常流量から該通常流量よりも少ない第1設定流量
に切り換え、励消磁が終了すると、冷媒流量を通常流量
よりも少なくかつ上記第1設定流量よりも多い第2設定
流量に切り換えた後に通常流量に戻す構成としている。
Further, in the fifth aspect of the invention, as in the second aspect of the invention, when the superconducting magnet is demagnetized, the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th) is changed. When the normal flow rate is switched to the first set flow rate lower than the normal flow rate and the excitation / demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is switched to the second set flow rate lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate, and then to the normal flow rate. It is designed to be returned.

【0021】[0021]

【作用】上記の構成により、請求項1又は4の発明で
は、リニアモータカーの超電導磁石を励消磁するとき、
そのことが励消磁運転検出手段(53)により検出さ
れ、この検出手段(53)の出力信号を受けた制御手段
(54)により冷媒流量調整手段(19)が制御され、
超電導磁石の励消磁の実行中は、冷媒タンク(Th)に
至る冷媒流量が通常流量から0に切り換えられる。そし
て、超電導磁石の励消磁が終了した後に冷媒流量を通常
流量に戻すときには、冷媒流量は一旦、通常流量よりも
少ない設定流量に切り換えられた後に通常流量に戻され
る。このように超電導磁石の励消磁後、冷媒流量は設定
流量を経由して通常流量に戻されるので、この流量が設
定流量にある間に圧縮機(4),(8)から冷媒タンク
(Th)に至る冷媒の圧力が低下して流量が少なくな
り、このことによって冷媒タンク(Th)の内圧が励消
磁中のピーク値を越えて上昇するのを有効に抑制するこ
とができる。
With the above structure, in the invention of claim 1 or 4, when the superconducting magnet of the linear motor car is demagnetized,
This is detected by the excitation / demagnetization operation detecting means (53), and the refrigerant flow rate adjusting means (19) is controlled by the control means (54) receiving the output signal of the detecting means (53),
During the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, the flow rate of the refrigerant reaching the refrigerant tank (Th) is switched from the normal flow rate to zero. Then, when the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate after the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is completed, the refrigerant flow rate is once switched to the set flow rate lower than the normal flow rate and then returned to the normal flow rate. In this way, after the superconducting magnet is demagnetized, the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate via the set flow rate. Therefore, while the flow rate is at the set flow rate, the refrigerant tank (Th) is removed from the compressors (4) and (8). The pressure of the refrigerant reaching the point (1) decreases and the flow rate decreases, which can effectively prevent the internal pressure of the refrigerant tank (Th) from rising above the peak value during demagnetization.

【0022】また、請求項2又は5の発明では、上記と
同様に、リニアモータカーの超電導磁石を励消磁すると
き、そのことが励消磁運転検出手段(53)により検出
され、この検出手段(53)の出力信号を受けた制御手
段(54)により冷媒流量調整手段(19)が制御され
る。超電導磁石の励消磁の実行中は、冷媒タンク(T
h)に至る冷媒流量が通常流量から第1設定流量に切り
換えられ、励消磁が終了した後、冷媒流量は上記第1設
定流量よりも多い第2設定流量に切り換えられ、その後
に通常流量に戻される。この場合でも、冷媒流量が第1
設定流量にある間に圧縮機(4),(8)から冷媒タン
ク(Th)に至る冷媒の圧力が低下し、冷媒タンク(T
h)の内圧が励消磁中のピーク値を越えて上昇するのを
有効に抑制できる。
Further, in the invention of claim 2 or 5, when the superconducting magnet of the linear motor car is excited and demagnetized, this is detected by the excitation / demagnetization operation detection means (53), as in the above. The control means (54) receiving the output signal of (1) controls the refrigerant flow rate adjusting means (19). During the demagnetization of the superconducting magnet, the refrigerant tank (T
After the demagnetization is completed, the refrigerant flow rate up to (h) is switched from the normal flow rate to the first set flow rate, and then the refrigerant flow rate is switched to the second set flow rate higher than the first set flow rate, and then returned to the normal flow rate. Be done. Even in this case, the refrigerant flow rate is the first
The refrigerant pressure from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th) decreases while the flow rate is set, and the refrigerant tank (T
It is possible to effectively suppress the increase of the internal pressure in h) exceeding the peak value during demagnetization.

【0023】請求項3の発明では、冷媒流量調整手段
(19)において圧縮機(4),(8)から冷媒タンク
(Th)に至る冷媒流量を調整する場合、圧縮機
(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒配管
(15)途中の複数の分岐配管(15a),(15
b),…にそれぞれ配置されている開閉弁(AV1),
(AV2),…の1つを開くと、この開閉弁(AV
1),(AV2),…に対応する分岐配管(15a),
(15b),…を経由して冷媒が冷媒タンク(Th)に
供給される。この各分岐配管(15a),(15b),
…には互いに開度の異なる絞り弁(V1),(V2),
…が配置されているので、各開閉弁(AV1),(AV
2),…を開閉切換えすることにより、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整で
き、よって冷媒流量調整手段(19)の望ましい構成が
容易に得られる。
According to the third aspect of the invention, when the refrigerant flow rate adjusting means (19) adjusts the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th), the compressors (4) and (8). ) To the refrigerant tank (Th), a plurality of branch pipes (15a), (15) in the middle of the refrigerant pipe (15).
b), ... The on-off valves (AV1) respectively arranged in
When one of (AV2), ... Is opened, this on-off valve (AV
Branch pipes (15a) corresponding to 1), (AV2), ...
The refrigerant is supplied to the refrigerant tank (Th) via (15b), .... These branch pipes (15a), (15b),
... are throttle valves (V1), (V2), which have different opening degrees,
... are arranged, each on-off valve (AV1), (AV
2), ... By switching between open and close, the compressor (4),
The flow rate of the refrigerant from (8) to the refrigerant tank (Th) can be adjusted, so that the desired configuration of the refrigerant flow rate adjusting means (19) can be easily obtained.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図2以下の図に基づ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0025】(実施例1)図4は本発明の実施例1に係
るリニアモータカー用冷凍機(R)の全体構成を示し、
この冷凍機(R)はリニアモータカーに具備される超電
導磁石の超電導コイル(いずれも図示せず)を液体ヘリ
ウム(冷媒)により冷却するためのもので、液体ヘリウ
ムを貯溜する液体ヘリウムタンク(Th)に付設されて
おり、このヘリウムタンク(Th)内に超電導磁石の超
電導コイルが液体ヘリウムにより浸漬されて収容され、
この液体ヘリウムにより超電導コイルが臨界温度以下に
冷却保持される。
(Embodiment 1) FIG. 4 shows the entire structure of a refrigerator (R) for a linear motor car according to Embodiment 1 of the present invention.
This refrigerator (R) is for cooling a superconducting coil (not shown) of a superconducting magnet included in a linear motor car with liquid helium (refrigerant), and a liquid helium tank (Th) for storing liquid helium. The superconducting coil of the superconducting magnet is immersed in the helium tank (Th) and stored in the helium tank (Th).
The liquid helium cools and holds the superconducting coil below the critical temperature.

【0026】冷凍機(R)は圧縮機ユニット(1)と真
空デュワー(D)内に配置された冷凍機ユニット(2
1)とからなる。上記圧縮機ユニット(1)には、低圧
ガス吸入口(2)からの低圧ヘリウムガスを低圧配管
(3)を介して吸い込んで圧縮する運転周波数可変のイ
ンバータ式J−T用圧縮機(4)と、このJ−T用圧縮
機(4)から吐出されたヘリウムガスを冷却する熱交換
器(5)と、この熱交換器(5)から吐出されたヘリウ
ムガスを、中間圧ガス吸入口(6)から中間圧配管
(7)を介して吸入された中間圧のヘリウムガスと共に
さらに高圧に圧縮する運転周波数可変のインバータ式予
冷用圧縮機(8)と、この予冷用圧縮機(8)から吐出
された高圧ヘリウムガスから圧縮機潤滑用の油を分離す
る前段油分離器(9)と、この前段油分離器(9)から
吐出された高圧ヘリウムガスを冷却する熱交換器(1
0)と、この熱交換器(10)から吐出されたヘリウム
ガスからさらに潤滑用の油を分離する後段油分離器(1
1)と、この後段油分離器(11)から吐出されたヘリ
ウムガスから不純物を吸着除去する吸着器(12)とが
配設され、該吸着器(12)の吐出側は予冷用高圧配管
(13)を介して予冷用高圧ガス吐出口(14)に、ま
た予冷用高圧配管(13)から分岐接続されたJ−T用
高圧配管(15)を介してJ−T用高圧ガス吐出口(1
6)にそれぞれ接続されている。
The refrigerator (R) includes a compressor unit (1) and a refrigerator unit (2) arranged in a vacuum dewar (D).
It consists of 1) and. In the compressor unit (1), a low-frequency helium gas from the low-pressure gas suction port (2) is sucked in through the low-pressure pipe (3) and compressed, and a variable operating frequency inverter type JT compressor (4) is used. A heat exchanger (5) for cooling the helium gas discharged from the JT compressor (4), and a helium gas discharged from the heat exchanger (5) at an intermediate pressure gas inlet ( 6) An inverter type precooling compressor (8) with variable operating frequency for compressing to a higher pressure together with the intermediate pressure helium gas sucked from 6) through the intermediate pressure pipe (7), and the precooling compressor (8) A pre-stage oil separator (9) for separating oil for compressor lubrication from the discharged high-pressure helium gas, and a heat exchanger (1) for cooling the high-pressure helium gas discharged from the pre-stage oil separator (9).
0) and the latter-stage oil separator (1) for further separating lubricating oil from the helium gas discharged from the heat exchanger (10).
1) and an adsorber (12) for adsorbing and removing impurities from the helium gas discharged from the latter-stage oil separator (11) are arranged, and the discharge side of the adsorber (12) is a high-pressure pipe for precooling ( 13) to the precooling high-pressure gas discharge port (14), and the JT high-pressure gas discharge port (14) branched from the pre-cooling high-pressure pipe (13). 1
6), respectively.

【0027】上記J−T用高圧配管(15)は途中で第
1及び第2の2つの分岐配管(15a),(15b)に
並列に分岐され、第1分岐配管(15a)には流量調整
用の絞り固定式の第1絞り弁(V1)と、この第1絞り
弁(V1)の高圧ガス吐出口(16)側に空圧式の第1
開閉弁(AV1)とが配設されている。一方、第2分岐
配管(15b)には同様の第2絞り弁(V2)と第2開
閉弁(AV2)とが配設され、上記第2絞り弁(V2)
の開度は第1絞り弁(V1)よりも小さく設定されてい
る。
The JT high-pressure pipe (15) is branched in parallel to the first and second branch pipes (15a) and (15b) on the way, and the flow rate is adjusted to the first branch pipe (15a). Fixed throttle-type first throttle valve (V1) and a pneumatic first type throttle valve (V1) on the high-pressure gas discharge port (16) side.
An on-off valve (AV1) is provided. On the other hand, the same second throttle valve (V2) and second open / close valve (AV2) are arranged in the second branch pipe (15b), and the second throttle valve (V2) is provided.
The opening degree of is smaller than that of the first throttle valve (V1).

【0028】そして、この実施例では、予冷用圧縮機
(8)から液体ヘリウムタンク(Th)に至るJ−T用
高圧配管(15)を並列に分岐してなる2つの分岐配管
(15a),(15b)と、該各分岐配管(15a),
(15b)にそれぞれ配置され、互いに開度の異なる絞
り弁(V1),(V2)と、各分岐配管(15a),
(15b)をそれぞれ開閉する開閉弁(AV1),(A
V2)とからなる冷媒流量調整機構(19)が構成され
ており、この冷媒流量調整機構(19)の各開閉弁(A
V1),(AV2)を開閉切換えすることにより、圧縮
機(8)から液体ヘリウムタンク(Th)に至るヘリウ
ムガス流量を調整するようになされている。
In this embodiment, two JT high-pressure pipes (15) from the precooling compressor (8) to the liquid helium tank (Th) are branched in parallel to form two branch pipes (15a), (15b) and the branch pipes (15a),
Throttle valves (V1) and (V2), which are respectively disposed in (15b) and have different opening degrees, and branch pipes (15a),
Open / close valves (AV1) and (A) for opening and closing (15b) respectively.
V2) and a refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) are configured, and each on-off valve (A) of the refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) is configured.
By opening and closing V1) and (AV2), the helium gas flow rate from the compressor (8) to the liquid helium tank (Th) is adjusted.

【0029】さらに、上記J−T用圧縮機(4)の吸込
側と低圧ガス吸入口(2)との間の低圧配管(3)には
ヘリウムガス給排配管(17)の一端が分岐接続され、
このヘリウムガス給排配管(17)の他端は、ヘリウム
ガスを所定圧力(PB )で貯蔵するバッファタンク(T
b)に接続されている。ヘリウムガス給排配管(17)
は途中で2つの分岐配管(17a),(17b)に並列
に分岐され、一方の分岐配管(17a)には流量調整用
の絞り固定式の絞り弁(VA1)と、この絞り弁(VA
1)の低圧配管(3)側に第1低圧制御弁(LPR1)
とが配設されている一方、他方の分岐配管(17b)に
は同様の絞り弁(VA2)と第2低圧制御弁(LPR
2)とが配設されている。上記各低圧制御弁(LPR
1),(LPR2)は、低圧配管(3)(液体ヘリウム
タンク(Th)の内圧)でのヘリウムガスの圧力が設定
圧以下に低下したときにそれをパイロット圧として自動
的に開くもので、この低圧制御弁(LPR1),(LP
R2)の開弁に伴いバッファタンク(Tb)内のヘリウ
ムガスが低圧配管(3)(冷媒回路)に供給される。
Further, one end of a helium gas supply / discharge pipe (17) is branched and connected to the low pressure pipe (3) between the suction side of the JT compressor (4) and the low pressure gas suction port (2). Is
The other end of the helium gas supply / discharge pipe (17) has a buffer tank (T) for storing the helium gas at a predetermined pressure (PB).
connected to b). Helium gas supply and discharge piping (17)
Is branched in parallel to two branch pipes (17a) and (17b), and one of the branch pipes (17a) has a fixed throttle valve (VA1) for adjusting the flow rate and the throttle valve (VA).
The first low-pressure control valve (LPR1) on the low-pressure pipe (3) side of 1)
While the other branch pipe (17b) is provided with a similar throttle valve (VA2) and a second low pressure control valve (LPR).
2) and are provided. Each low pressure control valve (LPR
1) and (LPR2) automatically open as a pilot pressure when the pressure of the helium gas in the low-pressure pipe (3) (internal pressure of the liquid helium tank (Th)) drops below a set pressure, This low pressure control valve (LPR1), (LP
With the opening of R2), the helium gas in the buffer tank (Tb) is supplied to the low pressure pipe (3) (refrigerant circuit).

【0030】尚、上記J−T用高圧配管(15)におい
て第2絞り弁(V2)が配設されている第2分岐配管
(15b)と、ヘリウムガス給排配管(17)の集合部
とは高圧制御弁(HPR)を配置したヘリウムガス戻し
配管(18)により接続されている。上記高圧制御弁
(HPR)は、J−T用高圧配管(15)でのヘリウム
ガスの圧力が設定圧以上に上昇したときにそれをパイロ
ット圧として自動的に開くもので、この高圧制御弁(H
PR)の開弁によりJ−T用高圧配管(15)(冷媒回
路)のヘリウムガスがバッファタンク(Tb)内に戻さ
れる。
In the JT high-pressure pipe (15), a second branch pipe (15b) in which a second throttle valve (V2) is arranged, and a collecting portion of the helium gas supply / discharge pipe (17). Are connected by a helium gas return pipe (18) in which a high pressure control valve (HPR) is arranged. The high pressure control valve (HPR) automatically opens as a pilot pressure when the pressure of the helium gas in the JT high pressure pipe (15) rises above a set pressure. H
By opening the valve (PR), the helium gas in the JT high-pressure pipe (15) (refrigerant circuit) is returned to the buffer tank (Tb).

【0031】これに対し、上記冷凍機ユニット(21)
には、圧縮機ユニット(1)の予冷用圧縮機(8)に対
し閉回路に接続された予冷冷凍機(22)(膨張機)
と、J−T用圧縮機(4)及び予冷用圧縮機(8)に対
し直列に接続されたJ−T冷凍機(31)とが設置され
ている。上記予冷冷凍機(22)は、G−M(ギフォー
ド・マクマホン)サイクルの冷凍機で構成されていて、
J−T冷凍機(31)におけるヘリウムガス(冷媒ガ
ス)を予冷するためにヘリウムガスを圧縮及び膨張させ
る。この予冷冷凍機(22)は上記真空デュワー(D)
の外部に配置される密閉円筒状のケース(23)と、該
ケース(23)に連設された大小2段構造のシリンダ
(24)とを有する。上記ケース(23)には上記圧縮
機ユニット(1)の予冷用高圧ガス吐出口(14)にフ
レキシブル配管(25)を介して接続される高圧ガス入
口(26)と、同中間圧ガス吸入口(6)にフレキシブ
ル配管(27)を介して接続される低圧ガス出口(2
8)とが開口されている。一方、シリンダ(24)は真
空デュワー(D)の側壁を貫通してその内部に延びてお
り、その大径部(24a)の先端部は所定温度レベルに
冷却保持される第1ヒートステーション(29)に、ま
た小径部(24b)の先端部は上記第1ヒートステーシ
ョン(29)よりも低い温度レベルに冷却保持される第
2ヒートステーション(30)にそれぞれ形成されてい
る。
On the other hand, the refrigerator unit (21)
Includes a pre-cooling refrigerator (22) (expander) connected to the pre-cooling compressor (8) of the compressor unit (1) in a closed circuit.
And a J-T refrigerator (31) connected in series with the J-T compressor (4) and the pre-cooling compressor (8). The pre-cooling refrigerator (22) comprises a GM (Gifford McMahon) cycle refrigerator,
Helium gas is compressed and expanded to precool the helium gas (refrigerant gas) in the JT refrigerator (31). This pre-cooling refrigerator (22) is the above vacuum dewar (D).
And a cylinder (24) having a large and small two-stage structure connected to the case (23). The case (23) has a high pressure gas inlet (26) connected to the high pressure gas discharge port (14) for precooling of the compressor unit (1) through a flexible pipe (25), and an intermediate pressure gas suction port. Low pressure gas outlet (2) connected to (6) via flexible piping (27)
8) and are opened. On the other hand, the cylinder (24) penetrates the side wall of the vacuum dewar (D) and extends to the inside thereof, and the tip of the large diameter portion (24a) thereof is cooled and maintained at a predetermined temperature level in the first heat station (29). ) And the tip of the small diameter portion (24b) is formed in the second heat station (30) which is cooled and held at a temperature level lower than that of the first heat station (29).

【0032】すなわち、ここでは図示しないが、シリン
ダ(24)内には、上記各ヒートステーション(2
9),(30)に対応する位置にそれぞれ膨張空間を区
画形成するフリータイプのディスプレーサ(置換器)が
往復動可能に嵌挿されている。一方、上記ケース(2
3)内には、回転する毎に開閉するロータリバルブと、
該ロータリバルブを駆動するバルブモータとが収容され
ている。ロータリバルブは、上記高圧ガス入口(26)
から流入したヘリウムガスをシリンダ(24)内の各膨
張空間に供給し、又は各膨張空間内で膨張したヘリウム
ガスを低圧ガス出口(28)から排出するように切り換
わる。そして、このロータリバルブの開閉により高圧ヘ
リウムガスをシリンダ(24)内の各膨張空間でサイモ
ン膨張させて、その膨張に伴う温度降下により極低温レ
ベルの寒冷を発生させ、その寒冷をシリンダ(24)に
おける第1及び第2ヒートステーション(29),(3
0)にて保持する。つまり、予冷冷凍機(22)では、
予冷用圧縮機(8)から吐出された高圧のヘリウムガス
を断熱膨張させてヒートステーション(29),(3
0)の温度を低下させ、J−T冷凍機(31)における
後述の予冷器(36),(37)を予冷するとともに、
膨張した低圧ヘリウムガスを圧縮機(8)に戻して再圧
縮するようになされている。
That is, although not shown here, in the cylinder (24), each of the heat stations (2
Free type displacers (replacers) that partition and form expansion spaces are reciprocally fitted at positions corresponding to 9) and (30). On the other hand, the above case (2
In 3), a rotary valve that opens and closes each time it rotates,
A valve motor that drives the rotary valve is housed. The rotary valve has the high pressure gas inlet (26).
The helium gas flowing in from is supplied to each expansion space in the cylinder (24), or the helium gas expanded in each expansion space is switched to be discharged from the low pressure gas outlet (28). Then, by opening and closing this rotary valve, the high-pressure helium gas is expanded by Simon in each expansion space in the cylinder (24), and a temperature drop due to the expansion causes a cryogenic level of cold to be generated, and the cold is cooled by the cylinder (24). First and second heat stations (29), (3
Hold at 0). That is, in the pre-cooling refrigerator (22),
The high-pressure helium gas discharged from the pre-cooling compressor (8) is adiabatically expanded to heat stations (29), (3).
0) to lower the temperature to precool later-described precoolers (36) and (37) in the J-T refrigerator (31),
The expanded low pressure helium gas is returned to the compressor (8) and recompressed.

【0033】一方、上記J−T冷凍機(31)は、約4
Kレベルの寒冷を発生させるためにヘリウムガスをジュ
ール・トムソン膨張させる冷凍機であって、この冷凍機
(31)は上記真空デュワー(D)内に配置された第1
〜第3のJ−T熱交換器(32)〜(34)を備えてい
る。この各J−T熱交換器(32)〜(34)は1次側
及び2次側をそれぞれ通過するヘリウムガス間で互いに
熱交換させるもので、第1J−T熱交換器(32)の1
次側は圧縮機ユニット(1)のJ−T用高圧ガス吐出口
(16)にフレキシブル配管(35)を介して接続され
ている。また、第1及び第2のJ−T熱交換器(3
2),(33)の各1次側同士は、上記予冷冷凍機(2
2)におけるシリンダ(24)の第1ヒートステーショ
ン(29)外周に配置した第1予冷器(36)を介して
接続されている。同様に、第2及び第3J−T熱交換器
(33),(34)の各1次側同士は、第2ヒートステ
ーション(30)外周に配置した第2予冷器(37)を
介して接続されている。さらに、上記第3J−T熱交換
器(34)の1次側は、高圧のヘリウムガスをジュール
・トムソン膨張させるJ−T弁(38)に吸着器(3
9)を介して接続されている。上記J−T弁(38)は
真空デュワー(D)外側から操作ロッド(38a)によ
って開度が調整される。上記J−T弁(38)は、ステ
ンレス鋼製の管からなる液体ヘリウム戻し配管(40)
を介してヘリウムタンク(Th)内に連通されている。
また、このヘリウムタンク(Th)内は、同様のステン
レス鋼管からなるヘリウムガス吸入配管(41)を介し
て上記第3J−T熱交換器(34)の2次側に接続され
ている。そして、この第3J−T熱交換器(34)の2
次側は第2J−T熱交換器(33)の2次側を経て第1
J−T熱交換器(32)の2次側に接続され、この第1
J−T熱交換器(32)の2次側はフレキシブル配管
(42)を介して圧縮機ユニット(1)の低圧ガス吸入
口(2)に接続されている。
On the other hand, the JT refrigerator (31) has about 4
A refrigerator that expands helium gas by Joule-Thomson to generate K-level coldness, the refrigerator (31) being a first refrigerator arranged in the vacuum dewar (D).
-The 3rd JT heat exchanger (32)-(34) is provided. Each of the J-T heat exchangers (32) to (34) exchanges heat between the helium gases passing through the primary side and the secondary side, respectively.
The secondary side is connected to the JT high-pressure gas discharge port (16) of the compressor unit (1) via a flexible pipe (35). In addition, the first and second JT heat exchangers (3
The primary side of each of 2) and (33) is connected to the pre-cooling refrigerator (2
It is connected via a first precooler (36) arranged on the outer periphery of the first heat station (29) of the cylinder (24) in (2). Similarly, the respective primary sides of the second and third J-T heat exchangers (33), (34) are connected via the second precooler (37) arranged on the outer periphery of the second heat station (30). Has been done. Further, the primary side of the third J-T heat exchanger (34) is connected to a J-T valve (38) for expanding the high-pressure helium gas into the adsorber (3).
9). The opening of the JT valve (38) is adjusted from the outside of the vacuum dewar (D) by the operation rod (38a). The JT valve (38) is a liquid helium return pipe (40) made of a stainless steel pipe.
Through the helium tank (Th).
The inside of the helium tank (Th) is connected to the secondary side of the third JT heat exchanger (34) through a helium gas suction pipe (41) made of the same stainless steel pipe. And, 2 of this 3rd J-T heat exchanger (34)
The secondary side goes through the secondary side of the second JT heat exchanger (33) to the first side.
It is connected to the secondary side of the JT heat exchanger (32) and
The secondary side of the JT heat exchanger (32) is connected to the low pressure gas inlet (2) of the compressor unit (1) via a flexible pipe (42).

【0034】すなわち、J−T冷凍機(31)はフレキ
シブル配管(35),(42)、低圧配管(3)、両圧
縮機(4),(8)及びJ−T用高圧配管(15)に対
し直列に接続された冷媒回路をなし、その冷媒回路の一
部が液体ヘリウム戻し配管(40)及びヘリウムガス吸
入配管(41)を介してヘリウムタンク(Th)内に開
放されており、タンク(Th)内で蒸発したヘリウムガ
スをガス吸入配管(41)から冷媒回路に吸い込んで第
3〜第1J−T熱交換器(34)〜(32)の各2次側
を通してJ−T用及び予冷用圧縮機(4),(8)に吸
入圧縮する。また、この予冷用圧縮機(8)により圧縮
された高圧ヘリウムガスを第1〜第3のJ−T熱交換器
(32)〜(34)において、圧縮機(4)側に向かう
低温低圧のヘリウムガスと熱交換させるとともに、第1
及び第2予冷器(36),(37)でそれぞれシリンダ
(24)の第1及び第2ヒートステーション(29),
(30)で冷却した後、J−T弁(38)でジュール・
トムソン膨張させて約4Kの液状態のヘリウムとなし、
この液体ヘリウムを液体ヘリウム戻し配管(40)を経
由してタンク(Th)内に戻すようになされている。
That is, the JT refrigerator (31) includes flexible pipes (35) and (42), low pressure pipe (3), both compressors (4) and (8), and JT high pressure pipe (15). To the helium tank (Th) through a liquid helium return pipe (40) and a helium gas suction pipe (41). Helium gas evaporated in (Th) is sucked into the refrigerant circuit from the gas suction pipe (41) and passed through each of the secondary sides of the third to first J-T heat exchangers (34) to (32) for JT and The pre-cooling compressors (4) and (8) are sucked and compressed. Further, the high pressure helium gas compressed by the precooling compressor (8) is supplied to the compressor (4) side at low temperature and low pressure in the first to third JT heat exchangers (32) to (34). Heat exchange with helium gas and first
And the second precoolers (36) and (37) respectively for the first and second heat stations (29) of the cylinder (24),
After cooling at (30), the JT valve (38)
Expanded Thomson into helium in a liquid state of about 4K,
The liquid helium is returned to the tank (Th) via the liquid helium return pipe (40).

【0035】上記第1及び第2開閉弁(AV1),(A
V2)は、圧縮機(4),(8)の運転周波数を制御す
る電源制御ユニット(51)からの制御信号を受けて空
気圧の作用又は作用停止を切り換えるマニホールドユニ
ット(52)に接続されている。上記電源制御ユニット
(51)には、上記予冷用圧縮機(8)から吐出された
高圧ヘリウムガスの圧力を検出する高圧センサ(HP
S)の検出信号と、J−T用圧縮機(4)の吸込側に連
通する低圧配管(3)内の低圧ヘリウムガスの圧力を検
出する低圧センサ(LPS)の検出信号と、ヘリウムガ
ス給排配管(17)内の圧力(バッファタンク(Tb)
の内圧(PB ))を検出するバッファタンク圧センサ
(MPS)の検出信号と、圧縮機ユニット(1)におけ
る3つの保護スイッチ(SS1)〜(SS3)の作動信
号とが入力されている。
The first and second on-off valves (AV1), (A
V2) is connected to a manifold unit (52) that receives a control signal from a power supply control unit (51) that controls the operating frequencies of the compressors (4) and (8) and switches the action or suspension of air pressure. . The power supply control unit (51) includes a high pressure sensor (HP) for detecting the pressure of the high pressure helium gas discharged from the precooling compressor (8).
S), the detection signal of the low pressure sensor (LPS) for detecting the pressure of the low pressure helium gas in the low pressure pipe (3) communicating with the suction side of the JT compressor (4), and the helium gas supply. Pressure in the drain pipe (17) (buffer tank (Tb)
The detection signal of the buffer tank pressure sensor (MPS) that detects the internal pressure (PB) of the compressor and the operation signals of the three protection switches (SS1) to (SS3) in the compressor unit (1) are input.

【0036】ここで、電源制御ユニット(51)で行わ
れる制御動作について図2及び図3により説明する。ま
ず、ステップST1で手動又は自動の切換えを判定し、
この判定が手動のときにはステップST2で運転ボタン
をON作動させた後、また自動のときにはステップST
3で外部運転信号を入力させた後、それぞれステップS
T4に進む。ステップST4では、運転モードの切換え
を判定し、この判定が低速モードのときには、ステップ
ST5で圧縮機(4),(8)の運転周波数fを例えば
f=40Hzに設定し、第1開閉弁(AV1)を開弁さ
せ、かつ第2開閉弁(AV2)を閉弁させた後、ステッ
プST6で圧縮機ユニット(1)の保護スイッチ(SS
1)〜(SS3)が作動したかどうかを判定する。この
判定がYESのときには、ステップST22において異
常状態を表示した後、ステップST23に進み、圧縮機
(4),(8)を停止させる。その後、ステップST2
4で第1開閉弁(AV1)を閉弁させて運転を停止す
る。
The control operation performed by the power supply control unit (51) will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, in step ST1, it is determined whether to switch manually or automatically,
When this judgment is manual, after the operation button is turned ON in step ST2, when it is automatic, in step ST2
After inputting the external operation signal in step 3,
Proceed to T4. In step ST4, it is determined whether the operation mode is switched. If the determination is in the low speed mode, the operation frequency f of the compressors (4) and (8) is set to, for example, f = 40 Hz in step ST5, and the first opening / closing valve ( After opening AV1) and closing the second on-off valve (AV2), the protection switch (SS) of the compressor unit (1) is opened at step ST6.
It is determined whether 1) to (SS3) are activated. When this determination is YES, after displaying an abnormal state in step ST22, the process proceeds to step ST23, and the compressors (4) and (8) are stopped. Then, step ST2
In step 4, the first on-off valve (AV1) is closed to stop the operation.

【0037】また、ステップST6の判定がNOのとき
には、ステップST7において低速運転を実行させ、ス
テップST21で停止ボタンをON作動させた後、ステ
ップST23に進む。
When the determination in step ST6 is NO, the low speed operation is executed in step ST7, the stop button is turned on in step ST21, and then the process proceeds to step ST23.

【0038】上記ステップST4の判定が通常モードの
ときには、ステップST8で圧縮機(4),(8)の運
転周波数fを例えばf=55Hzに設定し、第1開閉弁
(AV1)を開弁させ、かつ第2開閉弁(AV2)を閉
弁させた後、ステップST9に進み、ステップST6と
同様に圧縮機ユニット(1)の保護スイッチ(SS1)
〜(SS3)が作動したかどうかを判定する。この判定
がYESのときにはステップST22に進むが、NOの
ときには、ステップST10でバッファタンク圧(PB
)が例えば3.0kg/cm2 よりも低いかどうかを
判定し、この判定がPB ≧3.0のNOのときには、ス
テップST20において通常運転を実行させた後、ステ
ップST21に進む。ステップST10の判定がYES
のときには、ステップST11で低速運転を実行させ、
ステップST12でバッファタンク圧(PB )が例えば
4.0kg/cm2 よりも高いかどうかを判定し、この
判定がPB ≦4.0のNOのときには、上記ステップS
T11に戻るが、YESのときには上記ステップST2
0に進む。
When the determination in step ST4 is in the normal mode, the operating frequency f of the compressors (4) and (8) is set to, for example, f = 55 Hz in step ST8, and the first opening / closing valve (AV1) is opened. After closing the second on-off valve (AV2), the process proceeds to step ST9, and similarly to step ST6, the protection switch (SS1) of the compressor unit (1).
~ (SS3) determines whether or not activated. If the determination is YES, the process proceeds to step ST22, but if the determination is NO, the buffer tank pressure (PB
) Is lower than 3.0 kg / cm 2, for example, and if the determination is NO at PB ≧ 3.0, the normal operation is executed in step ST20, and then the process proceeds to step ST21. YES in step ST10
In case of, the low speed operation is executed in step ST11,
At step ST12, it is determined whether or not the buffer tank pressure (PB) is higher than 4.0 kg / cm 2, for example, and if the determination is NO at PB ≤4.0, the above step S12 is performed.
Return to T11, but if YES, go to step ST2
Go to 0.

【0039】さらに、上記ステップST4の判定が励消
磁モードのときには、ステップST13で圧縮機
(4),(8)の運転周波数fを例えばf=70Hzに
設定し、第1及び第2開閉弁(AV1),(AV2)を
共に閉弁させた後、ステップST14に進み、ステップ
ST6と同様に圧縮機ユニット(1)の保護スイッチ
(SS1)〜(SS3)が作動したかどうかを判定す
る。この判定がYESのときにはステップST22に進
むが、NOのときにはステップST15に進んで超電導
磁石の励消磁を実行させる。その後、ステップST16
で励消磁が終了したか否かを判定し、この判定がNOの
ときにはステップST15に戻るが、判定がYESにな
ると、ステップST17において第1設定時間(T1)
(例えばT1=60秒)が経過したかどうかを判定す
る。この判定がNOのときには同じステップST17を
繰り返すが、判定がYESになるとステップST18に
進み、第1開閉弁(AV1)をそのまま閉弁させ、第2
開閉弁(AV2)のみを開弁させた後、ステップST1
9に進んで第2設定時間(T2)(例えばT2=20
秒)が経過したかどうかを判定する。この判定がNOの
ときにはステップST18,ST19を繰り返すが、判
定がYESになると上記ステップST20に進む。
Further, when the determination in step ST4 is in the excitation / demagnetization mode, the operating frequency f of the compressors (4) and (8) is set to, for example, f = 70 Hz in step ST13, and the first and second opening / closing valves ( After closing both AV1) and (AV2), the process proceeds to step ST14, and it is determined whether or not the protection switches (SS1) to (SS3) of the compressor unit (1) have been actuated, as in step ST6. If the determination is YES, the process proceeds to step ST22, but if the determination is NO, the process proceeds to step ST15 to execute the demagnetization of the superconducting magnet. Then, step ST16
It is determined whether or not the excitation / demagnetization has ended. If this determination is NO, the process returns to step ST15, but if the determination is YES, then in step ST17 the first set time (T1)
It is determined whether (for example, T1 = 60 seconds) has elapsed. When this judgment is NO, the same step ST17 is repeated, but when the judgment is YES, the routine proceeds to step ST18, where the first on-off valve (AV1) is closed as it is, and the second
After opening only the on-off valve (AV2), step ST1
9 and proceed to the second set time (T2) (for example, T2 = 20
Second) has elapsed. When this determination is NO, steps ST18 and ST19 are repeated, but when the determination is YES, the process proceeds to step ST20.

【0040】この実施例では、上記ステップST4によ
り、リニアモータカーにおける超電導磁石の励消磁を行
うことを検出する励消磁運転検出手段(53)が構成さ
れている。
In this embodiment, the step ST4 constitutes an excitation / demagnetization operation detection means (53) for detecting the excitation / demagnetization of the superconducting magnet in the linear motor car.

【0041】また、ステップST13,ST15〜ST
20により、上記励消磁運転検出手段(53)の出力信
号を受け、超電導磁石の励消磁中は、第1及び第2開閉
弁(AV1),(AV2)の双方を閉じて予冷用圧縮機
(8)から液体ヘリウムタンク(Th)に至るヘリウム
ガス流量を通常流量から0に切り換え、超電導磁石の励
消磁終了後に第1設定時間(T1)が経過すると、それ
から第2設定時間(T2)が経過するまでの間、第2開
閉弁(AV2)のみを開いてヘリウムガス流量を通常流
量よりも少ない設定流量に切り換え、その後に第1開閉
弁(AV1)のみを開いてヘリウムガス流量を通常流量
に戻すように冷媒流量調整機構(19)を制御する制御
手段(54)が構成されている。
Further, steps ST13, ST15 to ST
20 receives the output signal of the excitation / demagnetization operation detection means (53), and during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, both the first and second on-off valves (AV1), (AV2) are closed to close the precooling compressor ( When the helium gas flow rate from 8) to the liquid helium tank (Th) is switched from the normal flow rate to 0 and the first set time (T1) elapses after the superconducting magnet has been demagnetized, the second set time (T2) elapses. Until then, only the second opening / closing valve (AV2) is opened to switch the helium gas flow rate to a set flow rate that is lower than the normal flow rate, and then only the first opening / closing valve (AV1) is opened to set the helium gas flow rate to the normal flow rate. A control means (54) is configured to control the refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) so as to return it.

【0042】次に、上記実施例の作用について説明す
る。リニアモータカーの超電導磁石を作動させる定常状
態では、その超電導磁石の超電導コイルがヘリウムタン
ク(Th)内の液体ヘリウムにより臨界温度以下に冷却
保持される。また、上記ヘリウムタンク(Th)内で蒸
発したヘリウムガスは、タンク(Th)内に開口するヘ
リウムガス吸入配管(41)から吸い込まれて冷凍機
(R)の冷媒回路に供給され、そこで圧縮及び膨張によ
り冷却されて液化する。この液体ヘリウムは液体ヘリウ
ム戻し配管(40)を経てタンク(Th)内に戻され
る。このことにより、タンク(Th)内に液体ヘリウム
が所定量以上貯溜され、超電導コイルが臨界温度以下に
安定して冷却される。
Next, the operation of the above embodiment will be described. In the steady state in which the superconducting magnet of the linear motor car is operated, the superconducting coil of the superconducting magnet is cooled and maintained below the critical temperature by the liquid helium in the helium tank (Th). Further, the helium gas evaporated in the helium tank (Th) is sucked from the helium gas suction pipe (41) opening in the tank (Th) and supplied to the refrigerant circuit of the refrigerator (R), where it is compressed and compressed. It is cooled by expansion and liquefied. The liquid helium is returned to the tank (Th) through the liquid helium return pipe (40). As a result, a predetermined amount or more of liquid helium is stored in the tank (Th), and the superconducting coil is stably cooled below the critical temperature.

【0043】上記冷凍機(R)の運転についてさらに詳
しく説明すると、その定常運転状態では、圧縮機ユニッ
ト(1)の予冷用圧縮機(8)から供給された高圧のヘ
リウムガスの一部が予冷冷凍機(22)(膨張機)にお
けるシリンダ(24)内の各膨張空間で膨張し、このガ
スの膨張に伴う温度降下により第1ヒートステーション
(29)が所定温度レベルに、また第2ヒートステーシ
ョン(30)が第1ヒートステーション(29)よりも
低い温度レベルにそれぞれ冷却される。膨張空間で膨張
したヘリウムガスは圧縮機ユニット(1)に戻り、その
中間圧配管(7)を経由して予冷用圧縮機(8)に吸い
込まれて圧縮される。
The operation of the refrigerator (R) will be described in more detail. In the steady operation state, a part of the high-pressure helium gas supplied from the precooling compressor (8) of the compressor unit (1) is precooled. The first heat station (29) expands in each expansion space in the cylinder (24) of the refrigerator (22) (expander), and the first heat station (29) reaches a predetermined temperature level due to the temperature drop accompanying the expansion of the gas, and the second heat station. (30) are each cooled to a lower temperature level than the first heat station (29). The helium gas expanded in the expansion space returns to the compressor unit (1) and is sucked into the precooling compressor (8) via the intermediate pressure pipe (7) and compressed.

【0044】一方、圧縮機ユニット(1)におけるJ−
T用高圧配管(15)の第1開閉弁(AV1)が開弁す
る一方、第2開閉弁(AV2)が閉弁し、上記予冷用圧
縮機(8)から吐出された高圧のヘリウムガスの残部は
上記J−T用高圧配管(15)の第1絞り弁(V1)を
経由してJ−T冷凍機(31)の第1J−T熱交換器
(32)の1次側に入り、そこで圧縮機(4)側へ向か
う2次側の低圧ヘリウムガスと熱交換されて常温300
Kから約50Kまで冷却され、その後、上記予冷冷凍機
(22)の第1ヒートステーション(29),外周の第
1予冷器(36)に入ってさらに冷却される。この冷却
されたガスは第2J−T熱交換器(33)の1次側に入
って、同様に2次側の低圧ヘリウムガスとの熱交換によ
り約15Kまで冷却された後、予冷冷凍機(22)の第
2ヒートステーション(30)外周の第2予冷器(3
7)に入ってさらに冷却される。この後、ガスは第3J
−T熱交換器(34)の1次側に入って2次側の低圧ヘ
リウムガスとの熱交換によりさらに冷却され、しかる後
にJ−T弁(38)に至る。このJ−T弁(38)では
高圧ヘリウムガスは絞られてジュール・トムソン膨張
し、約4Kの液状態のヘリウムとなり、この液体ヘリウ
ムは液体ヘリウム戻し配管(40)を経由してタンク
(Th)へ供給される。また、タンク(Th)内で蒸発
したヘリウムガスは、ヘリウムガス吸入配管(41)を
介して第3J−T熱交換器(34)の2次側に吸入さ
れ、第2及び第1J−T熱交換器(33),(32)の
各2次側を経由してJ−T用圧縮機(4)に吸い込まれ
て圧縮される。
On the other hand, J- in the compressor unit (1)
The first on-off valve (AV1) of the T high-pressure pipe (15) is opened while the second on-off valve (AV2) is closed, so that the high-pressure helium gas discharged from the precooling compressor (8) is discharged. The remainder enters the primary side of the first JT heat exchanger (32) of the JT refrigerator (31) via the first throttle valve (V1) of the JT high pressure pipe (15), Then, heat is exchanged with the low pressure helium gas on the secondary side toward the compressor (4) side, and the temperature is kept at room temperature 300.
It is cooled from K to about 50K, and thereafter, it is further cooled by entering the first heat station (29) of the precooling refrigerator (22) and the first precooler (36) on the outer periphery. This cooled gas enters the primary side of the second J-T heat exchanger (33) and is cooled to about 15 K by heat exchange with the low pressure helium gas on the secondary side as well, and then the precooling refrigerator ( 22) second heat station (30) outer peripheral second precooler (3
It goes into 7) and is cooled further. After this, the gas is the 3rd J
It enters the primary side of the -T heat exchanger (34) and is further cooled by heat exchange with the low pressure helium gas on the secondary side before reaching the JT valve (38). In this JT valve (38), the high-pressure helium gas is throttled and expanded by Joule-Thomson into liquid helium of about 4K, and this liquid helium passes through the liquid helium return pipe (40) to the tank (Th). Is supplied to. Further, the helium gas evaporated in the tank (Th) is sucked into the secondary side of the third J-T heat exchanger (34) through the helium gas suction pipe (41), and the second and first J-T heats are absorbed. It is sucked into the JT compressor (4) via the secondary sides of the exchangers (33) and (32) and compressed.

【0045】そして、リニアモータカーの保守や点検等
で超電導磁石による磁場の発生を停止させる消磁や電流
を流して励磁を行うときには、図5に示す如く、それに
伴う熱負荷の増大に応じて上記冷凍機(R)は励消磁モ
ードとなり、冷凍機(R)における各圧縮機(4),
(8)の運転周波数fがf=55Hzから70Hzに上
昇し、このことで液体ヘリウムタンク(Th)内の蒸発
ヘリウムガスのJ−T圧縮機(4),(8)への吸込み
量、つまりタンク(Th)からの蒸発ヘリウムガスの流
出量が増加する。また、圧縮機ユニット(1)のJ−T
用高圧配管(15)における第2開閉弁(AV2)はそ
のまま閉弁されるが、第1(AV1)が開弁状態から閉
弁状態に切り換えられ、この両開閉弁(AV1),(A
V2)の閉弁によりJ−T用高圧配管(15)が閉鎖さ
れて液体ヘリウムタンク(Th)へのヘリウム流入量が
0となる。つまり、液体ヘリウムタンク(Th)からの
蒸発ヘリウムガスの流出量が増加する一方、流入量が0
となるので、その内圧が低下し、この状態でリニアモー
タカーの超電導磁石の励消磁が実行される。従って、た
とえこの超電導磁石の励消磁の実行により熱負荷が増大
したとしても、液体ヘリウムタンク(Th)の内圧の上
昇が抑制されるので、安全弁が作動するのを回避するこ
とができる。
When demagnetization for stopping the generation of the magnetic field by the superconducting magnet or excitation by applying a current is performed for maintenance or inspection of the linear motor car, as shown in FIG. The machine (R) is in the excitation / demagnetization mode, and each compressor (4) in the refrigerator (R),
The operating frequency f of (8) rises from f = 55 Hz to 70 Hz, and as a result, the suction amount of the evaporated helium gas in the liquid helium tank (Th) to the JT compressors (4) and (8), that is, The outflow amount of the evaporated helium gas from the tank (Th) increases. Also, the J-T of the compressor unit (1)
The second on-off valve (AV2) in the high-pressure pipe (15) is closed as it is, but the first (AV1) is switched from the open state to the closed state.
By closing the valve V2), the JT high-pressure pipe (15) is closed, and the amount of helium flowing into the liquid helium tank (Th) becomes zero. That is, while the outflow amount of the evaporated helium gas from the liquid helium tank (Th) increases, the inflow amount is 0
Therefore, the internal pressure decreases, and in this state, the demagnetization of the superconducting magnet of the linear motor car is executed. Therefore, even if the heat load increases due to the execution of the demagnetization of the superconducting magnet, the rise of the internal pressure of the liquid helium tank (Th) is suppressed, so that the safety valve can be prevented from operating.

【0046】この超電導磁石の励消磁が終了し、それか
ら第1設定時間(T1)が経過すると、第1開閉弁(A
V1)はそのまま閉弁状態に保持されるが、第2開閉弁
(AV2)は開弁され、このことで高圧ヘリウムガスは
J−T用高圧配管(15)の第2絞り弁(V2)を経由
して液体ヘリウムタンク(Th)に入る。上記第2絞り
弁(V2)の開度は第1絞り弁(V1)よりも小さいの
で、液体ヘリウムタンク(Th)へ供給されるヘリウム
ガス流量は通常流量よりも少ない設定流量に保たれる。
その後、第2設定時間(T2)が経過すると、元のよう
に第1開閉弁(AV1)のみが開弁されてヘリウムガス
流量が通常流量に戻される。
When the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is completed and the first set time (T1) elapses thereafter, the first on-off valve (A
V1) is maintained in the closed state as it is, but the second opening / closing valve (AV2) is opened, whereby the high-pressure helium gas flows through the second throttle valve (V2) of the JT high-pressure pipe (15). Enter via liquid helium tank (Th). Since the opening degree of the second throttle valve (V2) is smaller than that of the first throttle valve (V1), the flow rate of helium gas supplied to the liquid helium tank (Th) is maintained at a set flow rate lower than the normal flow rate.
After that, when the second set time (T2) elapses, only the first opening / closing valve (AV1) is opened and the helium gas flow rate is returned to the normal flow rate as before.

【0047】すなわち、この実施例では、リニアモータ
カーの超電導磁石の励消磁が終了した後にヘリウムガス
流量を、第1絞り弁(V1)の開度で決まる通常流量に
戻すとき、まず、ヘリウムガス流量を通常流量よりも少
ない設定流量(第2絞り弁(V2)の開度で決まる流
量)に切り換え、しかる後に通常流量に戻すので、この
流量が設定流量にある間は圧縮機(8)から液体ヘリウ
ムタンク(Th)に至るヘリウムガスの圧力を低下させ
てその流量を少なくすることができる。このことで、図
6に示すように液体ヘリウムタンク(Th)の内圧が従
来のように励消磁中のピーク値を越えて上昇するのを有
効に抑制でき、冷凍機(R)の励消磁モードの運転時間
を短縮することができる。その結果、圧縮機(4),
(8)の運転周波数を高くする時間が短くて済み、その
耐久性を向上させることができる。また、冷凍機(R)
の励消磁モード運転時間が短いので、J−T側冷媒回路
において液体ヘリウムガス(Th)に向かうヘリウムガ
スと、タンク(Th)から圧縮機(4)に戻るヘリウム
ガスとの間での流量バランスの崩れにより圧縮機への吸
込ガスの温度が低下してフレキシブル配管(42)ヘ霜
が付着する虞れはない。また、液体ヘリウムタンク(T
h)でのヘリウムガスの蒸発量を低減でき、さらにはヘ
リウムガスのバッファタンク(Tb)への回収量の低減
を図ることができる。
That is, in this embodiment, when the helium gas flow rate is returned to the normal flow rate determined by the opening degree of the first throttle valve (V1) after the demagnetization of the superconducting magnet of the linear motor car is completed, first, the helium gas flow rate is set. Is switched to a set flow rate (flow rate determined by the opening degree of the second throttle valve (V2)) that is smaller than the normal flow rate, and then returned to the normal flow rate. Therefore, while this flow rate is at the set flow rate, the liquid is discharged from the compressor (8). The flow rate of the helium gas reaching the helium tank (Th) can be reduced by lowering the pressure thereof. As a result, as shown in FIG. 6, it is possible to effectively prevent the internal pressure of the liquid helium tank (Th) from rising beyond the peak value during demagnetization as in the conventional case, and the demagnetization mode of the refrigerator (R). Driving time can be shortened. As a result, the compressor (4),
The time for raising the operating frequency of (8) is short, and the durability can be improved. In addition, refrigerator (R)
Since the operating time of the excitation / demagnetization mode is short, the flow rate balance between the helium gas directed to the liquid helium gas (Th) and the helium gas returned from the tank (Th) to the compressor (4) in the JT side refrigerant circuit There is no fear that the temperature of the suction gas to the compressor will drop due to the collapse of the frost and the frost will adhere to the flexible pipe (42). Also, liquid helium tank (T
The evaporation amount of helium gas in h) can be reduced, and further, the recovery amount of helium gas in the buffer tank (Tb) can be reduced.

【0048】(実施例2)図7〜図10は実施例2を示
し(尚、図2〜図5と同じ部分については同じ符号を付
してその詳細な説明は省略する)、上記実施例1では超
電導磁石の励消磁にヘリウムガスの流量を0にしている
のに対し、所定流量を流すようにしたものである。
(Embodiment 2) FIGS. 7 to 10 show Embodiment 2 (note that the same parts as those in FIGS. 2 to 5 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted), In No. 1, the flow rate of the helium gas is set to 0 for the demagnetization of the superconducting magnet, whereas a predetermined flow rate is made to flow.

【0049】すなわち、この実施例では、図9に示す如
く、圧縮機ユニット(1)におけるJ−T用高圧配管
(15)は途中で第1〜第3の3つの分岐配管(15
a)〜(15b)に並列に分岐され、第1分岐配管(1
5a)には流量調整用の絞り固定式の第1絞り弁(V
1)と空圧式の第1開閉弁(AV1)とが配設されてい
る。第2分岐配管(15b)には同様の第2絞り弁(V
2)と第2開閉弁(AV2)とが、また第3分岐配管
(15c)には同様の第3絞り弁(V3)と第3開閉弁
(AV3)とがそれぞれ配設されている。これら3つの
絞り弁(V1)〜(V3)の開度を比較すると、第2絞
り弁(V2)の開度が最も小さく、次いで第3絞り弁
(V3)、第1絞り弁(V1)の順に開度が大きく設定
されている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the JT high-pressure pipe (15) in the compressor unit (1) is provided with three branch pipes (15) (1 to 3) on the way.
a) to (15b) are branched in parallel, and the first branch pipe (1
5a) is a fixed first throttle valve (V
1) and a pneumatic first on-off valve (AV1) are provided. A similar second throttle valve (V
2) and the second on-off valve (AV2), and the third branch pipe (15c) is also provided with the same third throttle valve (V3) and third on-off valve (AV3). Comparing the opening degrees of these three throttle valves (V1) to (V3), the opening degree of the second throttle valve (V2) is the smallest, and then the third throttle valve (V3) and the first throttle valve (V1). The opening is set to be large in order.

【0050】電源制御ユニット(51)の制御動作は基
本的に上記実施例1と同様であり(図2及び図3参
照)、以下の部分のみが異なる。すなわち、図7及び図
8に示すように、まず、ステップST4の判定が励消磁
モードのとき、ステップST13で圧縮機(4),
(8)の運転周波数fを例えばf=70Hzに設定し、
第1及び第3開閉弁(AV1),(AV3)を共に閉弁
させ、かつ第2開閉弁(AV2)のみを開弁させた後、
ステップST14に進む。
The control operation of the power supply control unit (51) is basically the same as that of the first embodiment (see FIGS. 2 and 3), except for the following parts. That is, as shown in FIGS. 7 and 8, first, when the determination in step ST4 is the excitation / demagnetization mode, in step ST13, the compressor (4),
The operating frequency f of (8) is set to, for example, f = 70 Hz,
After closing both the first and third opening / closing valves (AV1) and (AV3) and opening only the second opening / closing valve (AV2),
It proceeds to step ST14.

【0051】また、ステップST18では、第1開閉弁
(AV1)を閉弁させ、第2開閉弁(AV2)を開弁状
態から閉弁状態に切り換えるとともに、第3開閉弁(A
V3)を開弁させた後、ステップST19に進む。
In step ST18, the first on-off valve (AV1) is closed, the second on-off valve (AV2) is switched from the open state to the closed state, and the third on-off valve (A) is opened.
After opening V3), the process proceeds to step ST19.

【0052】さらに、ステップST20の定常運転のと
きには、第1開閉弁(AV1)のみを開弁するようにな
っている。
Further, during the steady operation of step ST20, only the first opening / closing valve (AV1) is opened.

【0053】よって、この実施例では、図7及び図8に
示すフローのステップST13,ST15〜ST20に
より制御手段(54)が構成され、この制御手段(5
4)は、励消磁運転検出手段(53)の出力信号を受
け、超電導磁石の励消磁中は、第1及び第3開閉弁(A
V1),(AV3)の双方を閉じかつ第2開閉弁(AV
2)のみを開いて予冷用圧縮機(8)から液体ヘリウム
タンク(Th)に至るヘリウムガス流量を、第1絞り弁
(V1)にて設定される通常流量から第2絞り弁(V
2)にて設定される第1設定流量に切り換え、超電導磁
石の励消磁終了後、第1設定時間(T1)が過ぎると、
第2設定時間(T2)が経過するまでの間、第3開閉弁
(AV3)のみを開いてヘリウムガス流量を通常流量よ
りも少なくかつ第1設定流量よりも多い第2設定流量
(第3絞り弁(V3)にて設定される流量)に切り換
え、その後に第1開閉弁(AV1)のみを開いてヘリウ
ムガス流量を通常流量に戻すように冷媒流量調整機構
(19)を制御する。
Therefore, in this embodiment, the control means (54) is constituted by the steps ST13, ST15 to ST20 of the flow shown in FIG. 7 and FIG.
4) receives the output signal of the excitation / demagnetization operation detection means (53), and during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, the first and third on-off valves (A).
Both V1) and (AV3) are closed and the second on-off valve (AV
2) only open the helium gas flow rate from the precooling compressor (8) to the liquid helium tank (Th) from the normal flow rate set by the first throttle valve (V1) to the second throttle valve (V).
After switching to the first set flow rate set in 2) and ending the demagnetization of the superconducting magnet, the first set time (T1) passes,
Until the second set time (T2) elapses, only the third opening / closing valve (AV3) is opened so that the helium gas flow rate is lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate (third throttle). The flow rate is set to the value set by the valve (V3), and then only the first opening / closing valve (AV1) is opened to control the refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) so as to return the helium gas flow rate to the normal flow rate.

【0054】したがって、この実施例の場合、図10に
示すように、リニアモータカーにおける超電導磁石の作
動状態では、J−T用高圧配管(15)の第1開閉弁
(AV1)のみが開弁してヘリウムガスの流量が通常流
量とされる。そして、超電導磁石が励消磁されるとき、
その実行中は、J−T用高圧配管(15)の第2開閉弁
(AV2)のみが開弁してヘリウムガスの流量が第1設
定流量とされる。この励消磁が終了して、それから第1
設定時間(T1)が経過すると、第2開閉弁(AV2)
は閉弁されてその代わり第3開閉弁(AV3)が開弁さ
れ、このことで高圧ヘリウムガスはJ−T用高圧配管
(15)の第3絞り弁(V3)を経由して液体ヘリウム
タンク(Th)に入り、そのときのヘリウムガスの流量
は第3絞り弁(V3)にて設定される第2設定流量とな
る。さらに、それから第2設定時間(T2)が経過する
と、第1開閉弁(AV1)のみが開弁されてヘリウムガ
ス流量が元の通常流量に戻される。よって、この実施例
でも、上記実施例1と同様の作用効果を奏することがで
きる。
Therefore, in the case of this embodiment, as shown in FIG. 10, in the operating state of the superconducting magnet in the linear motor car, only the first opening / closing valve (AV1) of the JT high-pressure pipe (15) is opened. The helium gas flow rate is set to the normal flow rate. And when the superconducting magnet is demagnetized,
During the execution, only the second opening / closing valve (AV2) of the JT high-pressure pipe (15) is opened to set the flow rate of helium gas to the first set flow rate. This excitation / demagnetization ends, and then the first
When the set time (T1) has elapsed, the second opening / closing valve (AV2)
Is closed and the third on-off valve (AV3) is opened instead, so that high-pressure helium gas is passed through the third throttle valve (V3) of the JT high-pressure pipe (15) to the liquid helium tank. (Th) is entered, and the flow rate of the helium gas at that time is the second set flow rate set by the third throttle valve (V3). Further, when the second set time (T2) elapses thereafter, only the first opening / closing valve (AV1) is opened and the helium gas flow rate is returned to the original normal flow rate. Therefore, also in this embodiment, the same operational effect as that of the above-described first embodiment can be obtained.

【0055】尚、上記各実施例では、J−T用高圧配管
(15)を複数の分岐配管(15a),(15b),…
に分岐し、これら分岐配管(15a),(15b),…
を各々に配置した開閉弁(AV1),(AV2),…に
より開閉切換えすることで、ヘリウムガスの流量を調整
するようにしているが、上記複数の開閉弁(AV1),
(AV2),…を組み合わせて開閉制御することによ
り、同様の流量調整を行うこともできる。また、J−T
用高圧配管(15)を1本とし、その開度を可変とする
空圧式の比例制御弁を用いてもよく、同様の作用効果が
得られる。
In each of the above embodiments, the JT high-pressure pipe (15) is provided with a plurality of branch pipes (15a), (15b), ...
To the branch pipes (15a), (15b), ...
The flow rate of the helium gas is adjusted by switching the open / close valves (AV1), (AV2), ...
It is also possible to perform the same flow rate adjustment by combining (AV2), ... And controlling the opening and closing. Also, J-T
It is also possible to use one pneumatic high-pressure pipe (15) and use a pneumatic proportional control valve whose opening is variable, and the same effect can be obtained.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は4の
発明では、リニアモータカーの超電導磁石を臨界温度以
下に冷却保持する液化冷媒を貯溜するタンクに冷媒回路
が開放され、タンク内で蒸発した冷媒ガスを冷媒回路に
取り込んで圧縮及び膨張により冷却して再液化し、この
液化冷媒をタンク内に戻すようにした極低温冷凍機に対
し、圧縮機から冷媒タンクに至る冷媒流量を調整する冷
媒流量調整手段を設け、上記超電導磁石の励消磁を行う
とき、その実行中は、圧縮機から冷媒タンクに至る冷媒
流量を0にし、励消磁の終了後に冷媒流量を通常流量に
戻す際には、一旦、通常流量よりも少ない設定流量に切
り換えた後に通常流量に戻すようにした。また、請求項
2又は5の発明では、超電導磁石の励消磁の実行中は、
圧縮機から冷媒タンクに至る冷媒流量を通常流量よりも
少ない第1設定流量にし、励消磁終了後に冷媒流量を通
常流量に戻すときには、一旦、通常流量よりも少なくか
つ第1設定流量よりも多い第2設定流量に切り換えた後
に通常流量に戻すようにした。従って、これら発明によ
れば、リニアモータカーにおける超電導磁石の励消磁後
に冷媒流量を通常流量に戻す際、この流量が中間の設定
流量にある間に圧縮機から冷媒タンクに至る冷媒の圧力
を低下させて流量を少なくし、冷媒タンクの内圧が励消
磁中のピーク値を越えて上昇するのを有効に抑制するこ
とができ、冷凍機の励消磁運転モードの運転時間を短縮
して、圧縮機の耐久性の向上や接続配管の霜付きの防
止、タンクでの冷媒蒸発量の低減、冷媒のバッファタン
クへの回収量の低減等を図ることができる。
As described above, according to the first or fourth aspect of the invention, the refrigerant circuit is opened in the tank for storing the liquefied refrigerant that cools and holds the superconducting magnet of the linear motor car below the critical temperature, and vaporizes in the tank. The refrigerant gas is taken into the refrigerant circuit, cooled and reliquefied by compression and expansion, and the liquefied refrigerant is returned to the inside of the cryogenic refrigerator, and the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank is adjusted. When the refrigerant flow rate adjusting means is provided to perform the demagnetization of the superconducting magnet, the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank is set to 0 during execution, and when the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate after the end of the demagnetization. The flow rate was once returned to the normal flow rate after switching to the set flow rate lower than the normal flow rate. Further, in the invention of claim 2 or 5, during the execution of the demagnetization of the superconducting magnet,
When the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank is set to the first set flow rate which is lower than the normal flow rate and the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate after the end of the demagnetization, once the flow rate is lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate. 2 After switching to the set flow rate, the normal flow rate was restored. Therefore, according to these inventions, when the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate after the demagnetization of the superconducting magnet in the linear motor car, the pressure of the refrigerant from the compressor to the refrigerant tank is reduced while the flow rate is at the intermediate set flow rate. It is possible to reduce the flow rate and effectively suppress the rise of the internal pressure of the refrigerant tank beyond the peak value during excitation / demagnetization, shorten the operating time of the refrigerator demagnetization operation mode, and It is possible to improve durability, prevent frost on the connection pipe, reduce the amount of refrigerant evaporated in the tank, and reduce the amount of refrigerant collected in the buffer tank.

【0057】請求項3の発明によると、圧縮機から冷媒
タンクに至る冷媒配管を並列に分岐してなる複数の分岐
配管と、該各分岐配管にそれぞれ配置され、互いに開度
の異なる絞り弁と、各分岐配管をそれぞれ開閉する開閉
弁とを設け、各開閉弁を開閉切換えして、圧縮機から冷
媒タンクに至る冷媒流量を調整するようにしたことによ
り、冷媒流量調整手段の望ましい構成を容易に得ること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, a plurality of branch pipes are formed by branching the refrigerant pipes from the compressor to the refrigerant tank in parallel, and throttle valves that are arranged in the respective branch pipes and have different opening degrees. An opening / closing valve for opening / closing each branch pipe is provided, and each opening / closing valve is opened / closed to adjust the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank, thereby facilitating a desirable configuration of the refrigerant flow rate adjusting means. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の電源制御ユニットで行われ
る制御動作の前半部を示すフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart showing the first half of the control operation performed by the power supply control unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】電源制御ユニットで行われる制御動作の後半部
を示すフローチャート図である。
FIG. 3 is a flowchart showing the latter half of the control operation performed by the power supply control unit.

【図4】実施例1におけるリニアモータカー用冷凍機の
全体構成を示す冷媒回路図である。
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram showing the overall configuration of a refrigerator for a linear motor car in the first embodiment.

【図5】実施例1において開閉弁の開閉切換え及びそれ
に伴うヘリウムガス流量の変化を示すタイムチャート図
である。
FIG. 5 is a time chart showing switching between opening and closing of the on-off valve and changes in the helium gas flow rate associated therewith in the first embodiment.

【図6】実施例1において超電導磁石の励消磁時の液体
ヘリウムタンクの内圧変化を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing changes in the internal pressure of the liquid helium tank when the superconducting magnet is excited and demagnetized in Example 1.

【図7】実施例2を示す図2相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment.

【図8】実施例2を示す図3相当図である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 3 showing a second embodiment.

【図9】実施例2を示す図4相当図である。9 is a view corresponding to FIG. 4 showing the second embodiment.

【図10】実施例2を示す図5相当図である。10 is a view corresponding to FIG. 5 showing the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(R) 冷凍機 (1) 圧縮機ユニット (4),(8) 圧縮機 (15) J−T用高圧配管(冷媒配管) (15a),(15b),(15c) 分岐配管 (AV1),(AV2),(AV3) 開閉弁 (V1),(V2),(V3) 絞り弁 (19) 冷媒流量調整機構(冷媒流量調整手段) (21) 冷凍機ユニット (22) 予冷冷凍機 (31) J−T冷凍機 (38) J−T弁(膨張手段) (51) 電源制御ユニット (53) 励消磁運転検出手段 (54) 制御手段 (Th) 液体ヘリウムタンク(冷媒タンク) (Tb) バッファタンク (R) Refrigerator (1) Compressor unit (4), (8) Compressor (15) JT high-pressure pipe (refrigerant pipe) (15a), (15b), (15c) Branch pipe (AV1), (AV2), (AV3) Open / close valves (V1), (V2), (V3) Throttle valve (19) Refrigerant flow rate adjusting mechanism (refrigerant flow rate adjusting means) (21) Refrigerator unit (22) Pre-cooling refrigerator (31) J-T refrigerator (38) J-T valve (expansion means) (51) Power supply control unit (53) Excitation / demagnetization operation detection means (54) Control means (Th) Liquid helium tank (refrigerant tank) (Tb) Buffer tank

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月9日[Submission date] November 9, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 冷凍機の運転制御装置及び運転制御方
Title: Refrigerator operation control device and operation control method

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、リニアモータカー
の超電導磁石を極低温レベルに冷却するための液化冷媒
を貯溜する冷媒タンクに付設され、冷媒タンク内で蒸発
した冷媒ガスを冷媒回路内に吸い込んで圧縮及び膨張に
より液化してタンク内に戻すようにした冷凍機の運転制
御装置及び運転制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is attached to a refrigerant tank for storing a liquefied refrigerant for cooling a superconducting magnet such as a linear motor car to a cryogenic temperature level, and a refrigerant gas evaporated in the refrigerant tank is attached to the refrigerant tank. The present invention relates to an operation control device and an operation control method for a refrigerator that is sucked into a refrigerant circuit, liquefied by compression and expansion, and returned to the inside of a tank.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、超電導磁石を備えた例えばリニア
モータカーが注目されている。この超電導磁石において
は、コイルに用いる超電導体を臨界温度以下に冷却保持
するためにタンク内に貯溜した液体ヘリウムを利用して
いるが、この液体ヘリウムがタンク内で蒸発するので、
この蒸発したヘリウムガスを冷却凝縮させて液化する必
要があり、この目的で極低温冷凍機が使用される。
2. Description of the Related Art In recent years, for example, a linear motor car having a superconducting magnet has attracted attention. In this superconducting magnet, liquid helium stored in the tank is used to cool and maintain the superconductor used for the coil below the critical temperature, but since this liquid helium evaporates in the tank,
It is necessary to cool and condense the evaporated helium gas to liquefy it, and a cryogenic refrigerator is used for this purpose.

【0003】このヘリウムガスを凝縮温度まで冷却する
冷凍機の一例として、従来、例えば米国特許第4223
540号等に記載されているように、予冷冷凍機とJ−
T冷凍機とを組み合わせた冷凍機がある。上記予冷冷凍
機はGMサイクル(ギフォード・マクマホンサイクル)
や改良ソルベーサイクル等の冷凍機からなるもので、圧
縮機で圧縮されたヘリウムガス(冷媒ガス)を膨張機で
断熱膨張させてそのガスの温度降下によりヒートステー
ションに極低温レベルの寒冷を発生させる。
As an example of a refrigerator for cooling the helium gas to a condensing temperature, there is a conventional one, for example, US Pat. No. 4,223.
No. 540, etc., a pre-cooling refrigerator and a J-
There is a refrigerator combined with a T refrigerator. The above pre-cooling refrigerator is a GM cycle (Gifford McMahon cycle)
And a refrigerating machine such as an improved solve cycle. The helium gas (refrigerant gas) compressed by the compressor is adiabatically expanded by the expander, and the temperature drop of the gas causes the cryogenic cold level at the heat station. .

【0004】一方、J−T冷凍機は、圧縮機から供給さ
れたヘリウムガスを上記予冷冷凍機における膨張機のヒ
ートステーションとの間で熱交換して予冷する予冷器
と、ヘリウムガスをジュール・トムソン膨張させるJ−
T弁とを接続してなるもので、圧縮機からのヘリウムガ
スを予冷器で予冷するとともに、該予冷されたヘリウム
ガスをJ−T弁でジュール・トムソン膨張させて4Kレ
ベルの寒冷を発生させるようになっている。
On the other hand, the JT refrigerator has a precooler for precooling by exchanging heat between the helium gas supplied from the compressor and the heat station of the expander in the precooling refrigerator, and the helium gas in a joule. Thomson inflates J-
It is connected with a T valve, and helium gas from the compressor is precooled by a precooler, and the precooled helium gas is expanded by Joule-Thomson with the JT valve to generate 4K level cold. It is like this.

【0005】そして、上記タンク内の蒸発ヘリウムガス
を冷凍機で冷却する場合、タンク内に2本の冷媒配管を
各々の一端部がタンク内に開口するように配置し、両配
管の他端部をタンク外に引き出してJ−T冷凍機の冷媒
回路に直列に接続することにより、タンク内を冷凍機の
冷媒回路の一部とし、一方の配管からタンク内の蒸発ヘ
リウムガスをJ−T冷凍機の冷媒回路に吸い込んで圧縮
機で圧縮するとともに、その圧縮されたヘリウムガスを
J−T弁で膨張させて冷却液化し、この液体ヘリウムを
他方の配管を経由してタンク内に戻すようになされてい
る。
When the evaporated helium gas in the tank is cooled by a refrigerator, two refrigerant pipes are arranged in the tank so that one end of each refrigerant pipe opens into the tank and the other end of both pipes is arranged. Is taken out of the tank and connected in series to the refrigerant circuit of the JT refrigerator, so that the inside of the tank becomes a part of the refrigerant circuit of the refrigerator, and the evaporated helium gas in the tank is JT frozen from one pipe. Sucked into the refrigerant circuit of the machine and compressed by the compressor, the compressed helium gas is expanded by the JT valve to be cooled and liquefied, and this liquid helium is returned to the tank through the other pipe. Has been done.

【0006】ところで、リニアモータカーの超電導磁
石を臨界温度以下に冷却するための液体ヘリウムタンク
の内圧は、冷凍機の通常運転時には所定範囲(0.15
〜0.25kg/cm2 G程度)でバランスしている。
しかし、リニアモータカーの保守や点検等で超電導磁
石による磁場の発生を停止させる消磁や外部から電流を
流して励磁を行うときには、熱負荷が増大して上記タン
ク内の圧力が上昇する。そして、このタンク内圧が上限
値(例えば0.4kg/cm2 G)を越えると、安全弁
が作動してタンク内のヘリウムガスをタンク外に蒸発さ
せることが行われている。
By the way, the internal pressure of the liquid helium tank for cooling the superconducting magnet of a linear motor car or the like to a critical temperature or lower is within a predetermined range (0.15) during normal operation of the refrigerator.
It is balanced at about 0.25 kg / cm 2 G).
However, when demagnetization for stopping the generation of the magnetic field by the superconducting magnet or excitation by applying a current from the outside is performed for maintenance or inspection of the linear motor car or the like, the heat load increases and the pressure in the tank rises. When the tank internal pressure exceeds the upper limit value (for example, 0.4 kg / cm 2 G), the safety valve operates to evaporate the helium gas in the tank to the outside of the tank.

【0007】この安全弁の作動を避けるために、従来、
超電導磁石の励消磁を行うときには、J−T冷凍機にお
ける圧縮機の運転周波数を上げて、液体ヘリウムタンク
から圧縮機に吸い込まれるヘリウムガスの吸込量を増加
させ、かつJ−T冷凍機の冷媒回路でのガス流量を一時
的に0にし又は通常流量(超電導磁石の定常時のガス流
量)よりも少なくして、タンク内へのガス流入量を減少
させる励消磁モードで冷凍機を運転することにより、タ
ンク内圧を低下させるとともに、圧縮機への吸込量との
差分はバッファタンクに蓄えるようになされている。
In order to avoid the operation of this safety valve, conventionally,
When performing the demagnetization of the superconducting magnet, the operating frequency of the compressor in the JT refrigerator is increased to increase the suction amount of the helium gas sucked from the liquid helium tank into the compressor, and the refrigerant of the JT refrigerator. Operate the refrigerator in an excitation / demagnetization mode that temporarily reduces the gas flow rate in the circuit to 0 or lowers it from the normal flow rate (gas flow rate during normal operation of the superconducting magnet) to reduce the gas flow rate into the tank. As a result, the tank internal pressure is reduced and the difference from the suction amount into the compressor is stored in the buffer tank.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようにして超電導
磁石の励消磁を実行すると、ガス流量が少ないほどタン
ク内圧の上昇を効果的に抑制することができる。ところ
が、その励消磁の後にガス流量を通常流量に戻す際、ヘ
リウムガスがタンク内に急激に戻るために、そのタンク
内圧が励消磁に伴うピーク圧力を越えるレベルまで再度
上昇することがある。
When the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is performed in this manner, the rise in the tank internal pressure can be effectively suppressed as the gas flow rate decreases. However, when the gas flow rate is returned to the normal flow rate after the excitation / demagnetization, the helium gas rapidly returns to the inside of the tank, so that the tank internal pressure may rise again to a level exceeding the peak pressure accompanying the excitation / demagnetization.

【0009】このタンク内圧の再上昇を低いレベルに抑
えるには、超電導磁石の励消磁の終了後もタンク内圧が
ある程度下がるまで引続き冷凍機を励消磁モードで運転
させる必要がある。しかし、その場合、長時間の励消磁
モード運転に伴い、圧縮機の運転周波数が長時間に亘り
高いままに保たれてその耐久性が低下したり、冷媒回路
での往復ガス間での流量バランスが崩れて圧縮機へのリ
ターンガスの温度が低下し、リターン側接続配管に霜付
きが生じたり、圧縮機の低温ヘリウムガスの吸込みによ
り潤滑油の性能が低下し、また、液体ヘリウムタンクで
のガス蒸発量が増加したり、さらにはバッファタンクへ
のヘリウム回収量が増加したりする等の問題が生じる。
In order to suppress the re-rise of the tank internal pressure to a low level, it is necessary to continuously operate the refrigerator in the excitation / demagnetization mode after the demagnetization of the superconducting magnet is completed until the tank internal pressure is reduced to some extent. However, in that case, the operating frequency of the compressor is kept high for a long period of time due to long-term excitation / demagnetization mode operation, and its durability decreases, and the flow rate balance between reciprocating gases in the refrigerant circuit is reduced. Collapse and the temperature of the return gas to the compressor decreases, frost is formed on the return side connecting pipe, the performance of the lubricating oil decreases due to the suction of low temperature helium gas of the compressor, and the performance of the liquid helium tank is reduced. This causes problems such as an increase in the amount of gas evaporation and an increase in the amount of helium recovered in the buffer tank.

【0010】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、超電導磁石の励消磁を行った後の冷凍
機の運転制御形態を変更することにより、冷媒タンクの
内圧上昇を有効に抑制しようとすることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to effectively increase the internal pressure of the refrigerant tank by changing the operation control mode of the refrigerator after the demagnetization of the superconducting magnet. To try to suppress it.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、この発明では、超電導磁石の励消磁終了後に冷凍機
における冷媒流量を一度に通常流量に戻すのではなく、
通常流量よりも少ない中間流量を介して戻すようにし
た。
In order to achieve the above object, in the present invention, the refrigerant flow rate in the refrigerator is not returned to the normal flow rate at once after the end of the demagnetization of the superconducting magnet.
The flow was returned via an intermediate flow rate that is lower than the normal flow rate.

【0012】具体的には、請求項1の発明では、図1に
示すように、超電導磁石を臨界温度以下に冷却保持する
液冷媒を貯溜する冷媒タンク(Th)内に、圧縮機
(4),(8)及び膨張手段(38)を有する冷媒回路
の一部が開放され、冷媒タンク(Th)内で蒸発したガ
ス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機(4),(8)で圧
縮した後に膨張手段(38)で膨張させ、その膨張によ
る温度降下により液冷媒を生成して冷媒タンク(Th)
内に戻すようにした冷凍機が前提である。
Specifically, in the invention of claim 1, as shown in FIG. 1, the compressor (4) is placed in a refrigerant tank (Th) for storing a liquid refrigerant for cooling and holding the superconducting magnet at a critical temperature or lower. , (8) and a part of the refrigerant circuit having the expansion means (38) are opened, and the gas refrigerant evaporated in the refrigerant tank (Th) is sucked into the refrigerant circuit and compressed by the compressors (4) and (8). After that, it is expanded by the expansion means (38), and the temperature drop due to the expansion generates a liquid refrigerant to generate a refrigerant tank (Th).
The premise is a refrigerator that can be put back inside.

【0013】そして、上記圧縮機(4),(8)から冷
媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整する冷媒流量調
整手段(19)と、上記超電導磁石の励消磁を行うこと
を検出する励消磁運転検出手段(53)と、この検出手
段(53)の出力信号を受け、超電導磁石の励消磁中
は、冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を通常流量から
0に切り換え、励消磁の終了後は、冷媒流量を通常流量
よりも少ない設定流量に切り換えた後に通常流量に戻す
ように上記冷媒流量調整手段(19)を制御する制御手
段(54)とを設ける。
A refrigerant flow rate adjusting means (19) for adjusting the refrigerant flow rate from the compressors (4), (8) to the refrigerant tank (Th) and an excitation for detecting that the superconducting magnet is demagnetized. Upon receiving the demagnetization operation detection means (53) and the output signal of the detection means (53), the refrigerant flow rate to the refrigerant tank (Th) is switched from the normal flow rate to 0 during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet to end the excitation / demagnetization. After that, a control means (54) for controlling the refrigerant flow rate adjusting means (19) is provided so as to return the flow rate to the normal flow rate after switching the flow rate of the refrigerant to a set flow rate lower than the normal flow rate.

【0014】請求項2の発明では、超電導磁石の励消磁
時には冷媒流量を0以外の設定流量としておき、励消磁
の終了後は冷媒を設定流量からそれよりも多い中間流量
を介して通常流量へ戻すようにしている。
According to the second aspect of the present invention, when the superconducting magnet is excited and demagnetized, the refrigerant flow rate is set to a set flow rate other than 0, and after the end of the excitation and demagnetization, the refrigerant is changed from the set flow rate to the normal flow rate through a larger intermediate flow rate. I'm trying to bring it back.

【0015】すなわち、この発明では、上記請求項1の
発明と同様に、圧縮機(4),(8)から冷媒タンク
(Th)に至る冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段
(19)と、超電導磁石の励消磁を行うことを検出する
励消磁運転検出手段(53)とを設ける。
That is, according to the present invention, as in the case of the first aspect of the present invention, the refrigerant flow rate adjusting means (19) for adjusting the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th), An excitation / demagnetization operation detection means (53) for detecting the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is provided.

【0016】さらに、上記検出手段(53)の出力信号
を受け、超電導磁石の励消磁中は、冷媒タンク(Th)
に至る冷媒流量を通常流量から該通常流量よりも少ない
第1設定流量に切り換え、励消磁の終了後は、冷媒流量
を通常流量よりも少なくかつ上記第1設定流量よりも多
い第2設定流量に切り換えた後に通常流量に戻すように
上記冷媒流量調整手段(19)を制御する制御手段(5
4)を設ける。
Further, the refrigerant tank (Th) is received while the superconducting magnet is being demagnetized by receiving the output signal of the detecting means (53).
Is switched from the normal flow rate to the first set flow rate which is smaller than the normal flow rate, and after the completion of the demagnetization, the refrigerant flow rate is set to the second set flow rate which is lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate. Control means (5) for controlling the refrigerant flow rate adjusting means (19) so as to return to the normal flow rate after switching.
4) is provided.

【0017】請求項3の発明では、上記冷媒流量調整手
段の望ましい構成を具体化している。すなわち、この発
明では、冷媒流量調整手段(19)は、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒配管(15)
を並列に分岐してなる複数の分岐配管(15a),(1
5b),…と、該各分岐配管(15a),(15b),
…にそれぞれ配置され、互いに開度の異なる絞り弁(V
1),(V2),…と、各分岐配管(15a),(15
b),…をそれぞれ開閉する開閉弁(AV1),(AV
2),…とを備えていて、各開閉弁(AV1),(AV
2),…を開閉切換えすることにより、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整す
るように構成されているものとする。
In a third aspect of the invention, a desirable configuration of the refrigerant flow rate adjusting means is embodied. That is, in the present invention, the refrigerant flow rate adjusting means (19) includes the compressor (4),
Refrigerant piping (15) from (8) to the refrigerant tank (Th)
A plurality of branch pipes (15a), (1
5b), ... and the branch pipes (15a), (15b),
... and throttle valves (V
1), (V2), ... And each branch pipe (15a), (15
b), ... Open / close valves (AV1), (AV)
2), ... And each open / close valve (AV1), (AV
2), ... By switching between open and close, the compressor (4),
It is assumed that the flow rate of the refrigerant from (8) to the refrigerant tank (Th) is adjusted.

【0018】請求項4又は5の発明は、冷凍機の運転制
御方法である。
The invention of claim 4 or 5 is an operation control method of a refrigerator .

【0019】すなわち、請求項4の発明では、請求項1
の発明と同様に、超電導磁石を臨界温度以下に冷却保持
する液冷媒を貯溜する冷媒タンク(Th)内に、圧縮機
(4),(8)及び膨張手段(38)を有する冷媒回路
の一部が開放され、冷媒タンク(Th)内で蒸発したガ
ス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機(4),(8)で圧
縮した後に膨張手段(38)で膨張させ、その膨張によ
る温度降下により液冷媒を生成して冷媒タンク(Th)
内に戻すようにした凍機の運転制御方法として、上記
超電導磁石の励消磁を行うときには、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を通常流
量から0に切り換え、励消磁が終了すると、冷媒流量を
通常流量よりも少ない設定流量に切り換えた後に通常流
量に戻すことを特徴とする。
That is, according to the invention of claim 4,
Similarly to the invention of claim 1, an example of a refrigerant circuit having compressors (4), (8) and expansion means (38) in a refrigerant tank (Th) that stores a liquid refrigerant that cools and holds a superconducting magnet below a critical temperature. The part is opened, the gas refrigerant evaporated in the refrigerant tank (Th) is drawn into the refrigerant circuit, compressed by the compressors (4) and (8), and then expanded by the expansion means (38), and the temperature drop due to the expansion. A liquid refrigerant is generated by the refrigerant tank (Th)
As the operation control method of the refrigerating machine then returned within, when performing demagnetization of the superconducting magnet, the compressor (4),
The refrigerant flow rate from (8) to the refrigerant tank (Th) is switched from the normal flow rate to 0, and when the excitation / demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is switched to a set flow rate lower than the normal flow rate and then returned to the normal flow rate. .

【0020】また、請求項5の発明では、請求項2の発
明と同様に、超電導磁石の励消磁を行うときには、圧縮
機(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流
量を通常流量から該通常流量よりも少ない第1設定流量
に切り換え、励消磁が終了すると、冷媒流量を通常流量
よりも少なくかつ上記第1設定流量よりも多い第2設定
流量に切り換えた後に通常流量に戻す構成としている。
Further, in the fifth aspect of the invention, as in the second aspect of the invention, when the superconducting magnet is demagnetized, the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th) is changed. When the normal flow rate is switched to the first set flow rate lower than the normal flow rate and the excitation / demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is switched to the second set flow rate lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate, and then to the normal flow rate. It is designed to be returned.

【0021】[0021]

【作用】上記の構成により、請求項1又は4の発明で
は、超電導磁石を励消磁するとき、そのことが励消磁運
転検出手段(53)により検出され、この検出手段(5
3)の出力信号を受けた制御手段(54)により冷媒流
量調整手段(19)が制御され、超電導磁石の励消磁の
実行中は、冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量が通常流
量から0に切り換えられる。そして、超電導磁石の励消
磁が終了した後に冷媒流量を通常流量に戻すときには、
冷媒流量は一旦、通常流量よりも少ない設定流量に切り
換えられた後に通常流量に戻される。このように超電導
磁石の励消磁後、冷媒流量は設定流量を経由して通常流
量に戻されるので、この流量が設定流量にある間に圧縮
機(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒の
圧力が低下して流量が少なくなり、このことによって冷
媒タンク(Th)の内圧が励消磁中のピーク値を越えて
上昇するのを有効に抑制することができる。
With the above construction, in the invention of claim 1 or 4, when the superconducting magnet is demagnetized, that fact is detected by the excitation / demagnetization operation detecting means (53).
The refrigerant flow rate adjusting means (19) is controlled by the control means (54) receiving the output signal of 3), and the refrigerant flow rate to the refrigerant tank (Th) is reduced from the normal flow rate to 0 during the execution of the demagnetization of the superconducting magnet. Can be switched. When returning the refrigerant flow rate to the normal flow rate after the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is completed,
The refrigerant flow rate is once switched to a set flow rate lower than the normal flow rate and then returned to the normal flow rate. In this way, after the superconducting magnet is demagnetized, the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate via the set flow rate. Therefore, while the flow rate is at the set flow rate, the refrigerant tank (Th) is removed from the compressors (4) and (8). The pressure of the refrigerant reaching the point (1) decreases and the flow rate decreases, which can effectively prevent the internal pressure of the refrigerant tank (Th) from rising above the peak value during demagnetization.

【0022】また、請求項2又は5の発明では、上記と
同様に、超電導磁石を励消磁するとき、そのことが励消
磁運転検出手段(53)により検出され、この検出手段
(53)の出力信号を受けた制御手段(54)により冷
媒流量調整手段(19)が制御される。超電導磁石の励
消磁の実行中は、冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量が
通常流量から第1設定流量に切り換えられ、励消磁が終
了した後、冷媒流量は上記第1設定流量よりも多い第2
設定流量に切り換えられ、その後に通常流量に戻され
る。この場合でも、冷媒流量が第1設定流量にある間に
圧縮機(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷
媒の圧力が低下し、冷媒タンク(Th)の内圧が励消磁
中のピーク値を越えて上昇するのを有効に抑制できる。
Further, in the invention of claim 2 or 5, when the superconducting magnet is excited and demagnetized, that is detected by the excitation and demagnetization operation detecting means (53), and the output of this detecting means (53) is the same as the above. The control means (54) receiving the signal controls the refrigerant flow rate adjusting means (19). During the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, the refrigerant flow rate to the refrigerant tank (Th) is switched from the normal flow rate to the first set flow rate, and after the demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is higher than the first set flow rate. Two
The flow rate is switched to the set flow rate and then returned to the normal flow rate. Even in this case, the pressure of the refrigerant from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th) decreases while the refrigerant flow rate is at the first set flow rate, and the internal pressure of the refrigerant tank (Th) is being demagnetized. It is possible to effectively suppress the rise above the peak value of.

【0023】請求項3の発明では、冷媒流量調整手段
(19)において圧縮機(4),(8)から冷媒タンク
(Th)に至る冷媒流量を調整する場合、圧縮機
(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒配管
(15)途中の複数の分岐配管(15a),(15
b),…にそれぞれ配置されている開閉弁(AV1),
(AV2),…の1つを開くと、この開閉弁(AV
1),(AV2),…に対応する分岐配管(15a),
(15b),…を経由して冷媒が冷媒タンク(Th)に
供給される。この各分岐配管(15a),(15b),
…には互いに開度の異なる絞り弁(V1),(V2),
…が配置されているので、各開閉弁(AV1),(AV
2),…を開閉切換えすることにより、圧縮機(4),
(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整で
き、よって冷媒流量調整手段(19)の望ましい構成が
容易に得られる。
According to the third aspect of the invention, when the refrigerant flow rate adjusting means (19) adjusts the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th), the compressors (4) and (8). ) To the refrigerant tank (Th), a plurality of branch pipes (15a), (15) in the middle of the refrigerant pipe (15).
b), ... The on-off valves (AV1) respectively arranged in
When one of (AV2), ... Is opened, this on-off valve (AV
Branch pipes (15a) corresponding to 1), (AV2), ...
The refrigerant is supplied to the refrigerant tank (Th) via (15b), .... These branch pipes (15a), (15b),
... are throttle valves (V1), (V2), which have different opening degrees,
... are arranged, each on-off valve (AV1), (AV
2), ... By switching between open and close, the compressor (4),
The flow rate of the refrigerant from (8) to the refrigerant tank (Th) can be adjusted, so that the desired configuration of the refrigerant flow rate adjusting means (19) can be easily obtained.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図2以下の図に基づ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0025】(実施例1)図4は本発明の実施例1に係
るリニアモータカー用冷凍機(R)の全体構成を示し、
この冷凍機(R)はリニアモータカーに具備される超電
導磁石の超電導コイル(いずれも図示せず)を液体ヘリ
ウム(冷媒)により冷却するためのもので、液体ヘリウ
ムを貯溜する液体ヘリウムタンク(Th)に付設されて
おり、このヘリウムタンク(Th)内に超電導磁石の超
電導コイルが液体ヘリウムにより浸漬されて収容され、
この液体ヘリウムにより超電導コイルが臨界温度以下に
冷却保持される。
(Embodiment 1) FIG. 4 shows the entire structure of a refrigerator (R) for a linear motor car according to Embodiment 1 of the present invention.
This refrigerator (R) is for cooling a superconducting coil (not shown) of a superconducting magnet included in a linear motor car with liquid helium (refrigerant), and a liquid helium tank (Th) for storing liquid helium. The superconducting coil of the superconducting magnet is immersed in the helium tank (Th) and stored in the helium tank (Th).
The liquid helium cools and holds the superconducting coil below the critical temperature.

【0026】冷凍機(R)は圧縮機ユニット(1)と真
空デュワー(D)内に配置された冷凍機ユニット(2
1)とからなる。上記圧縮機ユニット(1)には、低圧
ガス吸入口(2)からの低圧ヘリウムガスを低圧配管
(3)を介して吸い込んで圧縮する運転周波数可変のイ
ンバータ式J−T用圧縮機(4)と、このJ−T用圧縮
機(4)から吐出されたヘリウムガスを冷却する熱交換
器(5)と、この熱交換器(5)から吐出されたヘリウ
ムガスを、中間圧ガス吸入口(6)から中間圧配管
(7)を介して吸入された中間圧のヘリウムガスと共に
さらに高圧に圧縮する運転周波数可変のインバータ式予
冷用圧縮機(8)と、この予冷用圧縮機(8)から吐出
された高圧ヘリウムガスから圧縮機潤滑用の油を分離す
る前段油分離器(9)と、この前段油分離器(9)から
吐出された高圧ヘリウムガスを冷却する熱交換器(1
0)と、この熱交換器(10)から吐出されたヘリウム
ガスからさらに潤滑用の油を分離する後段油分離器(1
1)と、この後段油分離器(11)から吐出されたヘリ
ウムガスから不純物を吸着除去する吸着器(12)とが
配設され、該吸着器(12)の吐出側は予冷用高圧配管
(13)を介して予冷用高圧ガス吐出口(14)に、ま
た予冷用高圧配管(13)から分岐接続されたJ−T用
高圧配管(15)を介してJ−T用高圧ガス吐出口(1
6)にそれぞれ接続されている。
The refrigerator (R) includes a compressor unit (1) and a refrigerator unit (2) arranged in a vacuum dewar (D).
It consists of 1) and. In the compressor unit (1), a low-frequency helium gas from the low-pressure gas suction port (2) is sucked in through the low-pressure pipe (3) and compressed, and a variable operating frequency inverter type JT compressor (4) is used. A heat exchanger (5) for cooling the helium gas discharged from the JT compressor (4), and a helium gas discharged from the heat exchanger (5) at an intermediate pressure gas inlet ( 6) An inverter type precooling compressor (8) with variable operating frequency for compressing to a higher pressure together with the intermediate pressure helium gas sucked from 6) through the intermediate pressure pipe (7), and the precooling compressor (8) A pre-stage oil separator (9) for separating oil for compressor lubrication from the discharged high-pressure helium gas, and a heat exchanger (1) for cooling the high-pressure helium gas discharged from the pre-stage oil separator (9).
0) and the latter-stage oil separator (1) for further separating lubricating oil from the helium gas discharged from the heat exchanger (10).
1) and an adsorber (12) for adsorbing and removing impurities from the helium gas discharged from the latter-stage oil separator (11) are arranged, and the discharge side of the adsorber (12) is a high-pressure pipe for precooling ( 13) to the precooling high-pressure gas discharge port (14), and the JT high-pressure gas discharge port (14) branched from the pre-cooling high-pressure pipe (13). 1
6), respectively.

【0027】上記J−T用高圧配管(15)は途中で第
1及び第2の2つの分岐配管(15a),(15b)に
並列に分岐され、第1分岐配管(15a)には流量調整
用の絞り固定式の第1絞り弁(V1)と、この第1絞り
弁(V1)の高圧ガス吐出口(16)側に空圧式の第1
開閉弁(AV1)とが配設されている。一方、第2分岐
配管(15b)には同様の第2絞り弁(V2)と第2開
閉弁(AV2)とが配設され、上記第2絞り弁(V2)
の開度は第1絞り弁(V1)よりも小さく設定されてい
る。
The JT high-pressure pipe (15) is branched in parallel to the first and second branch pipes (15a) and (15b) on the way, and the flow rate is adjusted to the first branch pipe (15a). Fixed throttle-type first throttle valve (V1) and a pneumatic first type throttle valve (V1) on the high-pressure gas discharge port (16) side.
An on-off valve (AV1) is provided. On the other hand, the same second throttle valve (V2) and second open / close valve (AV2) are arranged in the second branch pipe (15b), and the second throttle valve (V2) is provided.
The opening degree of is smaller than that of the first throttle valve (V1).

【0028】そして、この実施例では、予冷用圧縮機
(8)から液体ヘリウムタンク(Th)に至るJ−T用
高圧配管(15)を並列に分岐してなる2つの分岐配管
(15a),(15b)と、該各分岐配管(15a),
(15b)にそれぞれ配置され、互いに開度の異なる絞
り弁(V1),(V2)と、各分岐配管(15a),
(15b)をそれぞれ開閉する開閉弁(AV1),(A
V2)とからなる冷媒流量調整機構(19)が構成され
ており、この冷媒流量調整機構(19)の各開閉弁(A
V1),(AV2)を開閉切換えすることにより、圧縮
機(8)から液体ヘリウムタンク(Th)に至るヘリウ
ムガス流量を調整するようになされている。
In this embodiment, two JT high-pressure pipes (15) from the precooling compressor (8) to the liquid helium tank (Th) are branched in parallel to form two branch pipes (15a), (15b) and the branch pipes (15a),
Throttle valves (V1) and (V2), which are respectively disposed in (15b) and have different opening degrees, and branch pipes (15a),
Open / close valves (AV1) and (A) for opening and closing (15b) respectively.
V2) and a refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) are configured, and each on-off valve (A) of the refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) is configured.
By opening and closing V1) and (AV2), the helium gas flow rate from the compressor (8) to the liquid helium tank (Th) is adjusted.

【0029】さらに、上記J−T用圧縮機(4)の吸込
側と低圧ガス吸入口(2)との間の低圧配管(3)には
ヘリウムガス給排配管(17)の一端が分岐接続され、
このヘリウムガス給排配管(17)の他端は、ヘリウム
ガスを所定圧力(PB )で貯蔵するバッファタンク(T
b)に接続されている。ヘリウムガス給排配管(17)
は途中で2つの分岐配管(17a),(17b)に並列
に分岐され、一方の分岐配管(17a)には流量調整用
の絞り固定式の絞り弁(VA1)と、この絞り弁(VA
1)の低圧配管(3)側に第1低圧制御弁(LPR1)
とが配設されている一方、他方の分岐配管(17b)に
は同様の絞り弁(VA2)と第2低圧制御弁(LPR
2)とが配設されている。上記各低圧制御弁(LPR
1),(LPR2)は、低圧配管(3)(液体ヘリウム
タンク(Th)の内圧)でのヘリウムガスの圧力が設定
圧以下に低下したときにそれをパイロット圧として自動
的に開くもので、この低圧制御弁(LPR1),(LP
R2)の開弁に伴いバッファタンク(Tb)内のヘリウ
ムガスが低圧配管(3)(冷媒回路)に供給される。
Further, one end of a helium gas supply / discharge pipe (17) is branched and connected to the low pressure pipe (3) between the suction side of the JT compressor (4) and the low pressure gas suction port (2). Is
The other end of the helium gas supply / discharge pipe (17) has a buffer tank (T) for storing the helium gas at a predetermined pressure (PB).
connected to b). Helium gas supply and discharge piping (17)
Is branched in parallel to two branch pipes (17a) and (17b), and one of the branch pipes (17a) has a fixed throttle valve (VA1) for adjusting the flow rate and the throttle valve (VA).
The first low-pressure control valve (LPR1) on the low-pressure pipe (3) side of 1)
While the other branch pipe (17b) is provided with a similar throttle valve (VA2) and a second low pressure control valve (LPR).
2) and are provided. Each low pressure control valve (LPR
1) and (LPR2) automatically open as a pilot pressure when the pressure of the helium gas in the low-pressure pipe (3) (internal pressure of the liquid helium tank (Th)) drops below a set pressure, This low pressure control valve (LPR1), (LP
With the opening of R2), the helium gas in the buffer tank (Tb) is supplied to the low pressure pipe (3) (refrigerant circuit).

【0030】尚、上記J−T用高圧配管(15)におい
て第2絞り弁(V2)が配設されている第2分岐配管
(15b)と、ヘリウムガス給排配管(17)の集合部
とは高圧制御弁(HPR)を配置したヘリウムガス戻し
配管(18)により接続されている。上記高圧制御弁
(HPR)は、J−T用高圧配管(15)でのヘリウム
ガスの圧力が設定圧以上に上昇したときにそれをパイロ
ット圧として自動的に開くもので、この高圧制御弁(H
PR)の開弁によりJ−T用高圧配管(15)(冷媒回
路)のヘリウムガスがバッファタンク(Tb)内に戻さ
れる。
In the JT high-pressure pipe (15), a second branch pipe (15b) in which a second throttle valve (V2) is arranged, and a collecting portion of the helium gas supply / discharge pipe (17). Are connected by a helium gas return pipe (18) in which a high pressure control valve (HPR) is arranged. The high pressure control valve (HPR) automatically opens as a pilot pressure when the pressure of the helium gas in the JT high pressure pipe (15) rises above a set pressure. H
By opening the valve (PR), the helium gas in the JT high-pressure pipe (15) (refrigerant circuit) is returned to the buffer tank (Tb).

【0031】これに対し、上記冷凍機ユニット(21)
には、圧縮機ユニット(1)の予冷用圧縮機(8)に対
し閉回路に接続された予冷冷凍機(22)(膨張機)
と、J−T用圧縮機(4)及び予冷用圧縮機(8)に対
し直列に接続されたJ−T冷凍機(31)とが設置され
ている。上記予冷冷凍機(22)は、G−M(ギフォー
ド・マクマホン)サイクルの冷凍機で構成されていて、
J−T冷凍機(31)におけるヘリウムガス(冷媒ガ
ス)を予冷するためにヘリウムガスを圧縮及び膨張させ
る。この予冷冷凍機(22)は上記真空デュワー(D)
の外部に配置される密閉円筒状のケース(23)と、該
ケース(23)に連設された大小2段構造のシリンダ
(24)とを有する。上記ケース(23)には上記圧縮
機ユニット(1)の予冷用高圧ガス吐出口(14)にフ
レキシブル配管(25)を介して接続される高圧ガス入
口(26)と、同中間圧ガス吸入口(6)にフレキシブ
ル配管(27)を介して接続される低圧ガス出口(2
8)とが開口されている。一方、シリンダ(24)は真
空デュワー(D)の側壁を貫通してその内部に延びてお
り、その大径部(24a)の先端部は所定温度レベルに
冷却保持される第1ヒートステーション(29)に、ま
た小径部(24b)の先端部は上記第1ヒートステーシ
ョン(29)よりも低い温度レベルに冷却保持される第
2ヒートステーション(30)にそれぞれ形成されてい
る。
On the other hand, the refrigerator unit (21)
Includes a pre-cooling refrigerator (22) (expander) connected to the pre-cooling compressor (8) of the compressor unit (1) in a closed circuit.
And a J-T refrigerator (31) connected in series with the J-T compressor (4) and the pre-cooling compressor (8). The pre-cooling refrigerator (22) comprises a GM (Gifford McMahon) cycle refrigerator,
Helium gas is compressed and expanded to precool the helium gas (refrigerant gas) in the JT refrigerator (31). This pre-cooling refrigerator (22) is the above vacuum dewar (D).
And a cylinder (24) having a large and small two-stage structure connected to the case (23). The case (23) has a high pressure gas inlet (26) connected to the high pressure gas discharge port (14) for precooling of the compressor unit (1) through a flexible pipe (25), and an intermediate pressure gas suction port. Low pressure gas outlet (2) connected to (6) via flexible piping (27)
8) and are opened. On the other hand, the cylinder (24) penetrates the side wall of the vacuum dewar (D) and extends to the inside thereof, and the tip of the large diameter portion (24a) thereof is cooled and maintained at a predetermined temperature level in the first heat station (29). ) And the tip of the small diameter portion (24b) is formed in the second heat station (30) which is cooled and held at a temperature level lower than that of the first heat station (29).

【0032】すなわち、ここでは図示しないが、シリン
ダ(24)内には、上記各ヒートステーション(2
9),(30)に対応する位置にそれぞれ膨張空間を区
画形成するフリータイプのディスプレーサ(置換器)が
往復動可能に嵌挿されている。一方、上記ケース(2
3)内には、回転する毎に開閉するロータリバルブと、
該ロータリバルブを駆動するバルブモータとが収容され
ている。ロータリバルブは、上記高圧ガス入口(26)
から流入したヘリウムガスをシリンダ(24)内の各膨
張空間に供給し、又は各膨張空間内で膨張したヘリウム
ガスを低圧ガス出口(28)から排出するように切り換
わる。そして、このロータリバルブの開閉により高圧ヘ
リウムガスをシリンダ(24)内の各膨張空間でサイモ
ン膨張させて、その膨張に伴う温度降下により極低温レ
ベルの寒冷を発生させ、その寒冷をシリンダ(24)に
おける第1及び第2ヒートステーション(29),(3
0)にて保持する。つまり、予冷冷凍機(22)では、
予冷用圧縮機(8)から吐出された高圧のヘリウムガス
を断熱膨張させてヒートステーション(29),(3
0)の温度を低下させ、J−T冷凍機(31)における
後述の予冷器(36),(37)を予冷するとともに、
膨張した低圧ヘリウムガスを圧縮機(8)に戻して再圧
縮するようになされている。
That is, although not shown here, in the cylinder (24), each of the heat stations (2
Free type displacers (replacers) that partition and form expansion spaces are reciprocally fitted at positions corresponding to 9) and (30). On the other hand, the above case (2
In 3), a rotary valve that opens and closes each time it rotates,
A valve motor that drives the rotary valve is housed. The rotary valve has the high pressure gas inlet (26).
The helium gas flowing in from is supplied to each expansion space in the cylinder (24), or the helium gas expanded in each expansion space is switched to be discharged from the low pressure gas outlet (28). Then, by opening and closing this rotary valve, the high-pressure helium gas is expanded by Simon in each expansion space in the cylinder (24), and a temperature drop due to the expansion causes a cryogenic level of cold to be generated, and the cold is cooled by the cylinder (24). First and second heat stations (29), (3
Hold at 0). That is, in the pre-cooling refrigerator (22),
The high-pressure helium gas discharged from the pre-cooling compressor (8) is adiabatically expanded to heat stations (29), (3).
0) to lower the temperature to precool later-described precoolers (36) and (37) in the J-T refrigerator (31),
The expanded low pressure helium gas is returned to the compressor (8) and recompressed.

【0033】一方、上記J−T冷凍機(31)は、約4
Kレベルの寒冷を発生させるためにヘリウムガスをジュ
ール・トムソン膨張させる冷凍機であって、この冷凍機
(31)は上記真空デュワー(D)内に配置された第1
〜第3のJ−T熱交換器(32)〜(34)を備えてい
る。この各J−T熱交換器(32)〜(34)は1次側
及び2次側をそれぞれ通過するヘリウムガス間で互いに
熱交換させるもので、第1J−T熱交換器(32)の1
次側は圧縮機ユニット(1)のJ−T用高圧ガス吐出口
(16)にフレキシブル配管(35)を介して接続され
ている。また、第1及び第2のJ−T熱交換器(3
2),(33)の各1次側同士は、上記予冷冷凍機(2
2)におけるシリンダ(24)の第1ヒートステーショ
ン(29)外周に配置した第1予冷器(36)を介して
接続されている。同様に、第2及び第3J−T熱交換器
(33),(34)の各1次側同士は、第2ヒートステ
ーション(30)外周に配置した第2予冷器(37)を
介して接続されている。さらに、上記第3J−T熱交換
器(34)の1次側は、高圧のヘリウムガスをジュール
・トムソン膨張させるJ−T弁(38)に吸着器(3
9)を介して接続されている。上記J−T弁(38)は
真空デュワー(D)外側から操作ロッド(38a)によ
って開度が調整される。上記J−T弁(38)は、ステ
ンレス鋼製の管からなる液体ヘリウム戻し配管(40)
を介してヘリウムタンク(Th)内に連通されている。
また、このヘリウムタンク(Th)内は、同様のステン
レス鋼管からなるヘリウムガス吸入配管(41)を介し
て上記第3J−T熱交換器(34)の2次側に接続され
ている。そして、この第3J−T熱交換器(34)の2
次側は第2J−T熱交換器(33)の2次側を経て第1
J−T熱交換器(32)の2次側に接続され、この第1
J−T熱交換器(32)の2次側はフレキシブル配管
(42)を介して圧縮機ユニット(1)の低圧ガス吸入
口(2)に接続されている。
On the other hand, the JT refrigerator (31) has about 4
A refrigerator that expands helium gas by Joule-Thomson to generate K-level coldness, the refrigerator (31) being a first refrigerator arranged in the vacuum dewar (D).
-The 3rd JT heat exchanger (32)-(34) is provided. Each of the J-T heat exchangers (32) to (34) exchanges heat between the helium gases passing through the primary side and the secondary side, respectively.
The secondary side is connected to the JT high-pressure gas discharge port (16) of the compressor unit (1) via a flexible pipe (35). In addition, the first and second JT heat exchangers (3
The primary side of each of 2) and (33) is connected to the pre-cooling refrigerator (2
It is connected via a first precooler (36) arranged on the outer periphery of the first heat station (29) of the cylinder (24) in (2). Similarly, the respective primary sides of the second and third J-T heat exchangers (33), (34) are connected via the second precooler (37) arranged on the outer periphery of the second heat station (30). Has been done. Further, the primary side of the third J-T heat exchanger (34) is connected to a J-T valve (38) for expanding the high-pressure helium gas into the adsorber (3).
9). The opening of the JT valve (38) is adjusted from the outside of the vacuum dewar (D) by the operation rod (38a). The JT valve (38) is a liquid helium return pipe (40) made of a stainless steel pipe.
Through the helium tank (Th).
The inside of the helium tank (Th) is connected to the secondary side of the third JT heat exchanger (34) through a helium gas suction pipe (41) made of the same stainless steel pipe. And, 2 of this 3rd J-T heat exchanger (34)
The secondary side goes through the secondary side of the second JT heat exchanger (33) to the first side.
It is connected to the secondary side of the JT heat exchanger (32) and
The secondary side of the JT heat exchanger (32) is connected to the low pressure gas inlet (2) of the compressor unit (1) via a flexible pipe (42).

【0034】すなわち、J−T冷凍機(31)はフレキ
シブル配管(35),(42)、低圧配管(3)、両圧
縮機(4),(8)及びJ−T用高圧配管(15)に対
し直列に接続された冷媒回路をなし、その冷媒回路の一
部が液体ヘリウム戻し配管(40)及びヘリウムガス吸
入配管(41)を介してヘリウムタンク(Th)内に開
放されており、タンク(Th)内で蒸発したヘリウムガ
スをガス吸入配管(41)から冷媒回路に吸い込んで第
3〜第1J−T熱交換器(34)〜(32)の各2次側
を通してJ−T用及び予冷用圧縮機(4),(8)に吸
入圧縮する。また、この予冷用圧縮機(8)により圧縮
された高圧ヘリウムガスを第1〜第3のJ−T熱交換器
(32)〜(34)において、圧縮機(4)側に向かう
低温低圧のヘリウムガスと熱交換させるとともに、第1
及び第2予冷器(36),(37)でそれぞれシリンダ
(24)の第1及び第2ヒートステーション(29),
(30)で冷却した後、J−T弁(38)でジュール・
トムソン膨張させて約4Kの液状態のヘリウムとなし、
この液体ヘリウムを液体ヘリウム戻し配管(40)を経
由してタンク(Th)内に戻すようになされている。
That is, the JT refrigerator (31) includes flexible pipes (35) and (42), low pressure pipe (3), both compressors (4) and (8), and JT high pressure pipe (15). To the helium tank (Th) through a liquid helium return pipe (40) and a helium gas suction pipe (41). Helium gas evaporated in (Th) is sucked into the refrigerant circuit from the gas suction pipe (41) and passed through each of the secondary sides of the third to first J-T heat exchangers (34) to (32) for JT and The pre-cooling compressors (4) and (8) are sucked and compressed. Further, the high pressure helium gas compressed by the precooling compressor (8) is supplied to the compressor (4) side at low temperature and low pressure in the first to third JT heat exchangers (32) to (34). Heat exchange with helium gas and first
And the second precoolers (36) and (37) respectively for the first and second heat stations (29) of the cylinder (24),
After cooling at (30), the JT valve (38)
Expanded Thomson into helium in a liquid state of about 4K,
The liquid helium is returned to the tank (Th) via the liquid helium return pipe (40).

【0035】上記第1及び第2開閉弁(AV1),(A
V2)は、圧縮機(4),(8)の運転周波数を制御す
る電源制御ユニット(51)からの制御信号を受けて空
気圧の作用又は作用停止を切り換えるマニホールドユニ
ット(52)に接続されている。上記電源制御ユニット
(51)には、上記予冷用圧縮機(8)から吐出された
高圧ヘリウムガスの圧力を検出する高圧センサ(HP
S)の検出信号と、J−T用圧縮機(4)の吸込側に連
通する低圧配管(3)内の低圧ヘリウムガスの圧力を検
出する低圧センサ(LPS)の検出信号と、ヘリウムガ
ス給排配管(17)内の圧力(バッファタンク(Tb)
の内圧(PB ))を検出するバッファタンク圧センサ
(MPS)の検出信号と、圧縮機ユニット(1)におけ
る3つの保護スイッチ(SS1)〜(SS3)の作動信
号とが入力されている。
The first and second on-off valves (AV1), (A
V2) is connected to a manifold unit (52) that receives a control signal from a power supply control unit (51) that controls the operating frequencies of the compressors (4) and (8) and switches the action or suspension of air pressure. . The power supply control unit (51) includes a high pressure sensor (HP) for detecting the pressure of the high pressure helium gas discharged from the precooling compressor (8).
S), the detection signal of the low pressure sensor (LPS) for detecting the pressure of the low pressure helium gas in the low pressure pipe (3) communicating with the suction side of the JT compressor (4), and the helium gas supply. Pressure in the drain pipe (17) (buffer tank (Tb)
The detection signal of the buffer tank pressure sensor (MPS) that detects the internal pressure (PB) of the compressor and the operation signals of the three protection switches (SS1) to (SS3) in the compressor unit (1) are input.

【0036】ここで、電源制御ユニット(51)で行わ
れる制御動作について図2及び図3により説明する。ま
ず、ステップST1で手動又は自動の切換えを判定し、
この判定が手動のときにはステップST2で運転ボタン
をON作動させた後、また自動のときにはステップST
3で外部運転信号を入力させた後、それぞれステップS
T4に進む。ステップST4では、運転モードの切換え
を判定し、この判定が低速モードのときには、ステップ
ST5で圧縮機(4),(8)の運転周波数fを例えば
f=40Hzに設定し、第1開閉弁(AV1)を開弁さ
せ、かつ第2開閉弁(AV2)を閉弁させた後、ステッ
プST6で圧縮機ユニット(1)の保護スイッチ(SS
1)〜(SS3)が作動したかどうかを判定する。この
判定がYESのときには、ステップST22において異
常状態を表示した後、ステップST23に進み、圧縮機
(4),(8)を停止させる。その後、ステップST2
4で第1開閉弁(AV1)を閉弁させて運転を停止す
る。
The control operation performed by the power supply control unit (51) will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, in step ST1, it is determined whether to switch manually or automatically,
When this judgment is manual, after the operation button is turned ON in step ST2, when it is automatic, in step ST2
After inputting the external operation signal in step 3,
Proceed to T4. In step ST4, it is determined whether the operation mode is switched. If the determination is in the low speed mode, the operation frequency f of the compressors (4) and (8) is set to, for example, f = 40 Hz in step ST5, and the first opening / closing valve ( After opening AV1) and closing the second on-off valve (AV2), the protection switch (SS) of the compressor unit (1) is opened at step ST6.
It is determined whether 1) to (SS3) are activated. When this determination is YES, after displaying an abnormal state in step ST22, the process proceeds to step ST23, and the compressors (4) and (8) are stopped. Then, step ST2
In step 4, the first on-off valve (AV1) is closed to stop the operation.

【0037】また、ステップST6の判定がNOのとき
には、ステップST7において低速運転を実行させ、ス
テップST21で停止ボタンをON作動させた後、ステ
ップST23に進む。
When the determination in step ST6 is NO, the low speed operation is executed in step ST7, the stop button is turned on in step ST21, and then the process proceeds to step ST23.

【0038】上記ステップST4の判定が通常モードの
ときには、ステップST8で圧縮機(4),(8)の運
転周波数fを例えばf=55Hzに設定し、第1開閉弁
(AV1)を開弁させ、かつ第2開閉弁(AV2)を閉
弁させた後、ステップST9に進み、ステップST6と
同様に圧縮機ユニット(1)の保護スイッチ(SS1)
〜(SS3)が作動したかどうかを判定する。この判定
がYESのときにはステップST22に進むが、NOの
ときには、ステップST10でバッファタンク圧(PB
)が例えば3.0kg/cm2 よりも低いかどうかを
判定し、この判定がPB ≧3.0のNOのときには、ス
テップST20において通常運転を実行させた後、ステ
ップST21に進む。ステップST10の判定がYES
のときには、ステップST11で低速運転を実行させ、
ステップST12でバッファタンク圧(PB )が例えば
4.0kg/cm2 よりも高いかどうかを判定し、この
判定がPB ≦4.0のNOのときには、上記ステップS
T11に戻るが、YESのときには上記ステップST2
0に進む。
When the determination in step ST4 is in the normal mode, the operating frequency f of the compressors (4) and (8) is set to, for example, f = 55 Hz in step ST8, and the first opening / closing valve (AV1) is opened. After closing the second on-off valve (AV2), the process proceeds to step ST9, and similarly to step ST6, the protection switch (SS1) of the compressor unit (1).
~ (SS3) determines whether or not activated. If the determination is YES, the process proceeds to step ST22, but if the determination is NO, the buffer tank pressure (PB
) Is lower than 3.0 kg / cm 2, for example, and if the determination is NO at PB ≧ 3.0, the normal operation is executed in step ST20, and then the process proceeds to step ST21. YES in step ST10
In case of, the low speed operation is executed in step ST11,
At step ST12, it is determined whether or not the buffer tank pressure (PB) is higher than 4.0 kg / cm 2, for example, and if the determination is NO at PB ≤4.0, the above step S12 is performed.
Return to T11, but if YES, go to step ST2
Go to 0.

【0039】さらに、上記ステップST4の判定が励消
磁モードのときには、ステップST13で圧縮機
(4),(8)の運転周波数fを例えばf=70Hzに
設定し、第1及び第2開閉弁(AV1),(AV2)を
共に閉弁させた後、ステップST14に進み、ステップ
ST6と同様に圧縮機ユニット(1)の保護スイッチ
(SS1)〜(SS3)が作動したかどうかを判定す
る。この判定がYESのときにはステップST22に進
むが、NOのときにはステップST15に進んで超電導
磁石の励消磁を実行させる。その後、ステップST16
で励消磁が終了したか否かを判定し、この判定がNOの
ときにはステップST15に戻るが、判定がYESにな
ると、ステップST17において第1設定時間(T1)
(例えばT1=60秒)が経過したかどうかを判定す
る。この判定がNOのときには同じステップST17を
繰り返すが、判定がYESになるとステップST18に
進み、第1開閉弁(AV1)をそのまま閉弁させ、第2
開閉弁(AV2)のみを開弁させた後、ステップST1
9に進んで第2設定時間(T2)(例えばT2=20
秒)が経過したかどうかを判定する。この判定がNOの
ときにはステップST18,ST19を繰り返すが、判
定がYESになると上記ステップST20に進む。
Further, when the determination in step ST4 is in the excitation / demagnetization mode, the operating frequency f of the compressors (4) and (8) is set to, for example, f = 70 Hz in step ST13, and the first and second opening / closing valves ( After closing both AV1) and (AV2), the process proceeds to step ST14, and it is determined whether or not the protection switches (SS1) to (SS3) of the compressor unit (1) have been actuated, as in step ST6. If the determination is YES, the process proceeds to step ST22, but if the determination is NO, the process proceeds to step ST15 to execute the demagnetization of the superconducting magnet. Then, step ST16
It is determined whether or not the excitation / demagnetization has ended. If this determination is NO, the process returns to step ST15, but if the determination is YES, then in step ST17 the first set time (T1)
It is determined whether (for example, T1 = 60 seconds) has elapsed. When this judgment is NO, the same step ST17 is repeated, but when the judgment is YES, the routine proceeds to step ST18, where the first on-off valve (AV1) is closed as it is, and the second
After opening only the on-off valve (AV2), step ST1
9 and proceed to the second set time (T2) (for example, T2 = 20
Second) has elapsed. When this determination is NO, steps ST18 and ST19 are repeated, but when the determination is YES, the process proceeds to step ST20.

【0040】この実施例では、上記ステップST4によ
り、リニアモータカーにおける超電導磁石の励消磁を
行うことを検出する励消磁運転検出手段(53)が構成
されている。
[0040] In this embodiment, the above step ST4, demagnetization operation detecting means for detecting that perform demagnetization of the superconducting magnet in the linear motor car or the like (53) is configured.

【0041】また、ステップST13,ST15〜ST
20により、上記励消磁運転検出手段(53)の出力信
号を受け、超電導磁石の励消磁中は、第1及び第2開閉
弁(AV1),(AV2)の双方を閉じて予冷用圧縮機
(8)から液体ヘリウムタンク(Th)に至るヘリウム
ガス流量を通常流量から0に切り換え、超電導磁石の励
消磁終了後に第1設定時間(T1)が経過すると、それ
から第2設定時間(T2)が経過するまでの間、第2開
閉弁(AV2)のみを開いてヘリウムガス流量を通常流
量よりも少ない設定流量に切り換え、その後に第1開閉
弁(AV1)のみを開いてヘリウムガス流量を通常流量
に戻すように冷媒流量調整機構(19)を制御する制御
手段(54)が構成されている。
Further, steps ST13, ST15 to ST
20 receives the output signal of the excitation / demagnetization operation detection means (53), and during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, both the first and second on-off valves (AV1), (AV2) are closed to close the precooling compressor ( When the helium gas flow rate from 8) to the liquid helium tank (Th) is switched from the normal flow rate to 0 and the first set time (T1) elapses after the superconducting magnet has been demagnetized, the second set time (T2) elapses. Until then, only the second opening / closing valve (AV2) is opened to switch the helium gas flow rate to a set flow rate that is lower than the normal flow rate, and then only the first opening / closing valve (AV1) is opened to set the helium gas flow rate to the normal flow rate. A control means (54) is configured to control the refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) so as to return it.

【0042】次に、上記実施例の作用について説明す
る。リニアモータカーの超電導磁石を作動させる定常状
態では、その超電導磁石の超電導コイルがヘリウムタン
ク(Th)内の液体ヘリウムにより臨界温度以下に冷却
保持される。また、上記ヘリウムタンク(Th)内で蒸
発したヘリウムガスは、タンク(Th)内に開口するヘ
リウムガス吸入配管(41)から吸い込まれて冷凍機
(R)の冷媒回路に供給され、そこで圧縮及び膨張によ
り冷却されて液化する。この液体ヘリウムは液体ヘリウ
ム戻し配管(40)を経てタンク(Th)内に戻され
る。このことにより、タンク(Th)内に液体ヘリウム
が所定量以上貯溜され、超電導コイルが臨界温度以下に
安定して冷却される。
Next, the operation of the above embodiment will be described. In the steady state in which the superconducting magnet of the linear motor car is operated, the superconducting coil of the superconducting magnet is cooled and maintained below the critical temperature by the liquid helium in the helium tank (Th). Further, the helium gas evaporated in the helium tank (Th) is sucked from the helium gas suction pipe (41) opening in the tank (Th) and supplied to the refrigerant circuit of the refrigerator (R), where it is compressed and compressed. It is cooled by expansion and liquefied. The liquid helium is returned to the tank (Th) through the liquid helium return pipe (40). As a result, a predetermined amount or more of liquid helium is stored in the tank (Th), and the superconducting coil is stably cooled below the critical temperature.

【0043】上記冷凍機(R)の運転についてさらに詳
しく説明すると、その定常運転状態では、圧縮機ユニッ
ト(1)の予冷用圧縮機(8)から供給された高圧のヘ
リウムガスの一部が予冷冷凍機(22)(膨張機)にお
けるシリンダ(24)内の各膨張空間で膨張し、このガ
スの膨張に伴う温度降下により第1ヒートステーション
(29)が所定温度レベルに、また第2ヒートステーシ
ョン(30)が第1ヒートステーション(29)よりも
低い温度レベルにそれぞれ冷却される。膨張空間で膨張
したヘリウムガスは圧縮機ユニット(1)に戻り、その
中間圧配管(7)を経由して予冷用圧縮機(8)に吸い
込まれて圧縮される。
The operation of the refrigerator (R) will be described in more detail. In the steady operation state, a part of the high-pressure helium gas supplied from the precooling compressor (8) of the compressor unit (1) is precooled. The first heat station (29) expands in each expansion space in the cylinder (24) of the refrigerator (22) (expander), and the first heat station (29) reaches a predetermined temperature level due to the temperature drop accompanying the expansion of the gas, and the second heat station. (30) are each cooled to a lower temperature level than the first heat station (29). The helium gas expanded in the expansion space returns to the compressor unit (1) and is sucked into the precooling compressor (8) via the intermediate pressure pipe (7) and compressed.

【0044】一方、圧縮機ユニット(1)におけるJ−
T用高圧配管(15)の第1開閉弁(AV1)が開弁す
る一方、第2開閉弁(AV2)が閉弁し、上記予冷用圧
縮機(8)から吐出された高圧のヘリウムガスの残部は
上記J−T用高圧配管(15)の第1絞り弁(V1)を
経由してJ−T冷凍機(31)の第1J−T熱交換器
(32)の1次側に入り、そこで圧縮機(4)側へ向か
う2次側の低圧ヘリウムガスと熱交換されて常温300
Kから約50Kまで冷却され、その後、上記予冷冷凍機
(22)の第1ヒートステーション(29),外周の第
1予冷器(36)に入ってさらに冷却される。この冷却
されたガスは第2J−T熱交換器(33)の1次側に入
って、同様に2次側の低圧ヘリウムガスとの熱交換によ
り約15Kまで冷却された後、予冷冷凍機(22)の第
2ヒートステーション(30)外周の第2予冷器(3
7)に入ってさらに冷却される。この後、ガスは第3J
−T熱交換器(34)の1次側に入って2次側の低圧ヘ
リウムガスとの熱交換によりさらに冷却され、しかる後
にJ−T弁(38)に至る。このJ−T弁(38)では
高圧ヘリウムガスは絞られてジュール・トムソン膨張
し、約4Kの液状態のヘリウムとなり、この液体ヘリウ
ムは液体ヘリウム戻し配管(40)を経由してタンク
(Th)へ供給される。また、タンク(Th)内で蒸発
したヘリウムガスは、ヘリウムガス吸入配管(41)を
介して第3J−T熱交換器(34)の2次側に吸入さ
れ、第2及び第1J−T熱交換器(33),(32)の
各2次側を経由してJ−T用圧縮機(4)に吸い込まれ
て圧縮される。
On the other hand, J- in the compressor unit (1)
The first on-off valve (AV1) of the T high-pressure pipe (15) is opened while the second on-off valve (AV2) is closed, so that the high-pressure helium gas discharged from the precooling compressor (8) is discharged. The remainder enters the primary side of the first JT heat exchanger (32) of the JT refrigerator (31) via the first throttle valve (V1) of the JT high pressure pipe (15), Then, heat is exchanged with the low pressure helium gas on the secondary side toward the compressor (4) side, and the temperature is kept at room temperature 300.
It is cooled from K to about 50K, and thereafter, it is further cooled by entering the first heat station (29) of the precooling refrigerator (22) and the first precooler (36) on the outer periphery. This cooled gas enters the primary side of the second J-T heat exchanger (33) and is cooled to about 15 K by heat exchange with the low pressure helium gas on the secondary side as well, and then the precooling refrigerator ( 22) second heat station (30) outer peripheral second precooler (3
It goes into 7) and is cooled further. After this, the gas is the 3rd J
It enters the primary side of the -T heat exchanger (34) and is further cooled by heat exchange with the low pressure helium gas on the secondary side before reaching the JT valve (38). In this JT valve (38), the high-pressure helium gas is throttled and expanded by Joule-Thomson into liquid helium of about 4K, and this liquid helium passes through the liquid helium return pipe (40) to the tank (Th). Is supplied to. Further, the helium gas evaporated in the tank (Th) is sucked into the secondary side of the third J-T heat exchanger (34) through the helium gas suction pipe (41), and the second and first J-T heats are absorbed. It is sucked into the JT compressor (4) via the secondary sides of the exchangers (33) and (32) and compressed.

【0045】そして、リニアモータカーの保守や点検等
で超電導磁石による磁場の発生を停止させる消磁や電流
を流して励磁を行うときには、図5に示す如く、それに
伴う熱負荷の増大に応じて上記冷凍機(R)は励消磁モ
ードとなり、冷凍機(R)における各圧縮機(4),
(8)の運転周波数fがf=55Hzから70Hzに上
昇し、このことで液体ヘリウムタンク(Th)内の蒸発
ヘリウムガスのJ−T圧縮機(4),(8)への吸込み
量、つまりタンク(Th)からの蒸発ヘリウムガスの流
出量が増加する。また、圧縮機ユニット(1)のJ−T
用高圧配管(15)における第2開閉弁(AV2)はそ
のまま閉弁されるが、第1(AV1)が開弁状態から閉
弁状態に切り換えられ、この両開閉弁(AV1),(A
V2)の閉弁によりJ−T用高圧配管(15)が閉鎖さ
れて液体ヘリウムタンク(Th)へのヘリウム流入量が
0となる。つまり、液体ヘリウムタンク(Th)からの
蒸発ヘリウムガスの流出量が増加する一方、流入量が0
となるので、その内圧が低下し、この状態でリニアモー
タカーの超電導磁石の励消磁が実行される。従って、た
とえこの超電導磁石の励消磁の実行により熱負荷が増大
したとしても、液体ヘリウムタンク(Th)の内圧の上
昇が抑制されるので、安全弁が作動するのを回避するこ
とができる。
When demagnetization for stopping the generation of the magnetic field by the superconducting magnet or excitation by applying a current is performed for maintenance or inspection of the linear motor car, as shown in FIG. The machine (R) is in the excitation / demagnetization mode, and each compressor (4) in the refrigerator (R),
The operating frequency f of (8) rises from f = 55 Hz to 70 Hz, and as a result, the suction amount of the evaporated helium gas in the liquid helium tank (Th) to the JT compressors (4) and (8), that is, The outflow amount of the evaporated helium gas from the tank (Th) increases. Also, the J-T of the compressor unit (1)
The second on-off valve (AV2) in the high-pressure pipe (15) is closed as it is, but the first (AV1) is switched from the open state to the closed state.
By closing the valve V2), the JT high-pressure pipe (15) is closed, and the amount of helium flowing into the liquid helium tank (Th) becomes zero. That is, while the outflow amount of the evaporated helium gas from the liquid helium tank (Th) increases, the inflow amount is 0
Therefore, the internal pressure decreases, and in this state, the demagnetization of the superconducting magnet of the linear motor car is executed. Therefore, even if the heat load increases due to the execution of the demagnetization of the superconducting magnet, the rise of the internal pressure of the liquid helium tank (Th) is suppressed, so that the safety valve can be prevented from operating.

【0046】この超電導磁石の励消磁が終了し、それか
ら第1設定時間(T1)が経過すると、第1開閉弁(A
V1)はそのまま閉弁状態に保持されるが、第2開閉弁
(AV2)は開弁され、このことで高圧ヘリウムガスは
J−T用高圧配管(15)の第2絞り弁(V2)を経由
して液体ヘリウムタンク(Th)に入る。上記第2絞り
弁(V2)の開度は第1絞り弁(V1)よりも小さいの
で、液体ヘリウムタンク(Th)へ供給されるヘリウム
ガス流量は通常流量よりも少ない設定流量に保たれる。
その後、第2設定時間(T2)が経過すると、元のよう
に第1開閉弁(AV1)のみが開弁されてヘリウムガス
流量が通常流量に戻される。
When the excitation / demagnetization of the superconducting magnet is completed and the first set time (T1) elapses thereafter, the first on-off valve (A
V1) is maintained in the closed state as it is, but the second opening / closing valve (AV2) is opened, whereby the high-pressure helium gas flows through the second throttle valve (V2) of the JT high-pressure pipe (15). Enter via liquid helium tank (Th). Since the opening degree of the second throttle valve (V2) is smaller than that of the first throttle valve (V1), the flow rate of helium gas supplied to the liquid helium tank (Th) is maintained at a set flow rate lower than the normal flow rate.
After that, when the second set time (T2) elapses, only the first opening / closing valve (AV1) is opened and the helium gas flow rate is returned to the normal flow rate as before.

【0047】すなわち、この実施例では、リニアモータ
カーの超電導磁石の励消磁が終了した後にヘリウムガス
流量を、第1絞り弁(V1)の開度で決まる通常流量に
戻すとき、まず、ヘリウムガス流量を通常流量よりも少
ない設定流量(第2絞り弁(V2)の開度で決まる流
量)に切り換え、しかる後に通常流量に戻すので、この
流量が設定流量にある間は圧縮機(8)から液体ヘリウ
ムタンク(Th)に至るヘリウムガスの圧力を低下させ
てその流量を少なくすることができる。このことで、図
6に示すように液体ヘリウムタンク(Th)の内圧が従
来のように励消磁中のピーク値を越えて上昇するのを有
効に抑制でき、冷凍機(R)の励消磁モードの運転時間
を短縮することができる。その結果、圧縮機(4),
(8)の運転周波数を高くする時間が短くて済み、その
耐久性を向上させることができる。また、冷凍機(R)
の励消磁モード運転時間が短いので、J−T側冷媒回路
において液体ヘリウムガス(Th)に向かうヘリウムガ
スと、タンク(Th)から圧縮機(4)に戻るヘリウム
ガスとの間での流量バランスの崩れにより圧縮機への吸
込ガスの温度が低下してフレキシブル配管(42)ヘ霜
が付着する虞れはない。また、液体ヘリウムタンク(T
h)でのヘリウムガスの蒸発量を低減でき、さらにはヘ
リウムガスのバッファタンク(Tb)への回収量の低減
を図ることができる。
That is, in this embodiment, when the helium gas flow rate is returned to the normal flow rate determined by the opening degree of the first throttle valve (V1) after the demagnetization of the superconducting magnet of the linear motor car is completed, first, the helium gas flow rate is set. Is switched to a set flow rate (flow rate determined by the opening degree of the second throttle valve (V2)) that is smaller than the normal flow rate, and then returned to the normal flow rate. Therefore, while this flow rate is at the set flow rate, the liquid is discharged from the compressor (8). The flow rate of the helium gas reaching the helium tank (Th) can be reduced by lowering the pressure thereof. As a result, as shown in FIG. 6, it is possible to effectively prevent the internal pressure of the liquid helium tank (Th) from rising beyond the peak value during demagnetization as in the conventional case, and the demagnetization mode of the refrigerator (R). Driving time can be shortened. As a result, the compressor (4),
The time for raising the operating frequency of (8) is short, and the durability can be improved. In addition, refrigerator (R)
Since the operating time of the excitation / demagnetization mode is short, the flow rate balance between the helium gas directed to the liquid helium gas (Th) and the helium gas returned from the tank (Th) to the compressor (4) in the JT side refrigerant circuit There is no fear that the temperature of the suction gas to the compressor will drop due to the collapse of the frost and the frost will adhere to the flexible pipe (42). Also, liquid helium tank (T
The evaporation amount of helium gas in h) can be reduced, and further, the recovery amount of helium gas in the buffer tank (Tb) can be reduced.

【0048】(実施例2)図7〜図10は実施例2を示
し(尚、図2〜図5と同じ部分については同じ符号を付
してその詳細な説明は省略する)、上記実施例1では超
電導磁石の励消磁にヘリウムガスの流量を0にしている
のに対し、所定流量を流すようにしたものである。
(Embodiment 2) FIGS. 7 to 10 show Embodiment 2 (note that the same parts as those in FIGS. 2 to 5 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted), In No. 1, the flow rate of the helium gas is set to 0 for the demagnetization of the superconducting magnet, whereas a predetermined flow rate is made to flow.

【0049】すなわち、この実施例では、図9に示す如
く、圧縮機ユニット(1)におけるJ−T用高圧配管
(15)は途中で第1〜第3の3つの分岐配管(15
a)〜(15b)に並列に分岐され、第1分岐配管(1
5a)には流量調整用の絞り固定式の第1絞り弁(V
1)と空圧式の第1開閉弁(AV1)とが配設されてい
る。第2分岐配管(15b)には同様の第2絞り弁(V
2)と第2開閉弁(AV2)とが、また第3分岐配管
(15c)には同様の第3絞り弁(V3)と第3開閉弁
(AV3)とがそれぞれ配設されている。これら3つの
絞り弁(V1)〜(V3)の開度を比較すると、第2絞
り弁(V2)の開度が最も小さく、次いで第3絞り弁
(V3)、第1絞り弁(V1)の順に開度が大きく設定
されている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the JT high-pressure pipe (15) in the compressor unit (1) is provided with three branch pipes (15) (1 to 3) on the way.
a) to (15b) are branched in parallel, and the first branch pipe (1
5a) is a fixed first throttle valve (V
1) and a pneumatic first on-off valve (AV1) are provided. A similar second throttle valve (V
2) and the second on-off valve (AV2), and the third branch pipe (15c) is also provided with the same third throttle valve (V3) and third on-off valve (AV3). Comparing the opening degrees of these three throttle valves (V1) to (V3), the opening degree of the second throttle valve (V2) is the smallest, and then the third throttle valve (V3) and the first throttle valve (V1). The opening is set to be large in order.

【0050】電源制御ユニット(51)の制御動作は基
本的に上記実施例1と同様であり(図2及び図3参
照)、以下の部分のみが異なる。すなわち、図7及び図
8に示すように、まず、ステップST4の判定が励消磁
モードのとき、ステップST13で圧縮機(4),
(8)の運転周波数fを例えばf=70Hzに設定し、
第1及び第3開閉弁(AV1),(AV3)を共に閉弁
させ、かつ第2開閉弁(AV2)のみを開弁させた後、
ステップST14に進む。
The control operation of the power supply control unit (51) is basically the same as that of the first embodiment (see FIGS. 2 and 3), except for the following parts. That is, as shown in FIGS. 7 and 8, first, when the determination in step ST4 is the excitation / demagnetization mode, in step ST13, the compressor (4),
The operating frequency f of (8) is set to, for example, f = 70 Hz,
After closing both the first and third opening / closing valves (AV1) and (AV3) and opening only the second opening / closing valve (AV2),
It proceeds to step ST14.

【0051】また、ステップST18では、第1開閉弁
(AV1)を閉弁させ、第2開閉弁(AV2)を開弁状
態から閉弁状態に切り換えるとともに、第3開閉弁(A
V3)を開弁させた後、ステップST19に進む。
In step ST18, the first on-off valve (AV1) is closed, the second on-off valve (AV2) is switched from the open state to the closed state, and the third on-off valve (A) is opened.
After opening V3), the process proceeds to step ST19.

【0052】さらに、ステップST20の定常運転のと
きには、第1開閉弁(AV1)のみを開弁するようにな
っている。
Further, during the steady operation of step ST20, only the first opening / closing valve (AV1) is opened.

【0053】よって、この実施例では、図7及び図8に
示すフローのステップST13,ST15〜ST20に
より制御手段(54)が構成され、この制御手段(5
4)は、励消磁運転検出手段(53)の出力信号を受
け、超電導磁石の励消磁中は、第1及び第3開閉弁(A
V1),(AV3)の双方を閉じかつ第2開閉弁(AV
2)のみを開いて予冷用圧縮機(8)から液体ヘリウム
タンク(Th)に至るヘリウムガス流量を、第1絞り弁
(V1)にて設定される通常流量から第2絞り弁(V
2)にて設定される第1設定流量に切り換え、超電導磁
石の励消磁終了後、第1設定時間(T1)が過ぎると、
第2設定時間(T2)が経過するまでの間、第3開閉弁
(AV3)のみを開いてヘリウムガス流量を通常流量よ
りも少なくかつ第1設定流量よりも多い第2設定流量
(第3絞り弁(V3)にて設定される流量)に切り換
え、その後に第1開閉弁(AV1)のみを開いてヘリウ
ムガス流量を通常流量に戻すように冷媒流量調整機構
(19)を制御する。
Therefore, in this embodiment, the control means (54) is constituted by the steps ST13, ST15 to ST20 of the flow shown in FIG. 7 and FIG.
4) receives the output signal of the excitation / demagnetization operation detection means (53), and during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, the first and third on-off valves (A).
Both V1) and (AV3) are closed and the second on-off valve (AV
2) only open the helium gas flow rate from the precooling compressor (8) to the liquid helium tank (Th) from the normal flow rate set by the first throttle valve (V1) to the second throttle valve (V).
After switching to the first set flow rate set in 2) and ending the demagnetization of the superconducting magnet, the first set time (T1) passes,
Until the second set time (T2) elapses, only the third opening / closing valve (AV3) is opened so that the helium gas flow rate is lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate (third throttle). The flow rate is set to the value set by the valve (V3), and then only the first opening / closing valve (AV1) is opened to control the refrigerant flow rate adjusting mechanism (19) so as to return the helium gas flow rate to the normal flow rate.

【0054】したがって、この実施例の場合、図10に
示すように、リニアモータカーにおける超電導磁石の作
動状態では、J−T用高圧配管(15)の第1開閉弁
(AV1)のみが開弁してヘリウムガスの流量が通常流
量とされる。そして、超電導磁石が励消磁されるとき、
その実行中は、J−T用高圧配管(15)の第2開閉弁
(AV2)のみが開弁してヘリウムガスの流量が第1設
定流量とされる。この励消磁が終了して、それから第1
設定時間(T1)が経過すると、第2開閉弁(AV2)
は閉弁されてその代わり第3開閉弁(AV3)が開弁さ
れ、このことで高圧ヘリウムガスはJ−T用高圧配管
(15)の第3絞り弁(V3)を経由して液体ヘリウム
タンク(Th)に入り、そのときのヘリウムガスの流量
は第3絞り弁(V3)にて設定される第2設定流量とな
る。さらに、それから第2設定時間(T2)が経過する
と、第1開閉弁(AV1)のみが開弁されてヘリウムガ
ス流量が元の通常流量に戻される。よって、この実施例
でも、上記実施例1と同様の作用効果を奏することがで
きる。
Therefore, in the case of this embodiment, as shown in FIG. 10, in the operating state of the superconducting magnet in the linear motor car, only the first opening / closing valve (AV1) of the JT high-pressure pipe (15) is opened. The helium gas flow rate is set to the normal flow rate. And when the superconducting magnet is demagnetized,
During the execution, only the second opening / closing valve (AV2) of the JT high-pressure pipe (15) is opened to set the flow rate of helium gas to the first set flow rate. This excitation / demagnetization ends, and then the first
When the set time (T1) has elapsed, the second opening / closing valve (AV2)
Is closed and the third on-off valve (AV3) is opened instead, so that high-pressure helium gas is passed through the third throttle valve (V3) of the JT high-pressure pipe (15) to the liquid helium tank. (Th) is entered, and the flow rate of the helium gas at that time is the second set flow rate set by the third throttle valve (V3). Further, when the second set time (T2) elapses thereafter, only the first opening / closing valve (AV1) is opened and the helium gas flow rate is returned to the original normal flow rate. Therefore, also in this embodiment, the same operational effect as that of the above-described first embodiment can be obtained.

【0055】尚、上記各実施例では、J−T用高圧配管
(15)を複数の分岐配管(15a),(15b),…
に分岐し、これら分岐配管(15a),(15b),…
を各々に配置した開閉弁(AV1),(AV2),…に
より開閉切換えすることで、ヘリウムガスの流量を調整
するようにしているが、上記複数の開閉弁(AV1),
(AV2),…を組み合わせて開閉制御することによ
り、同様の流量調整を行うこともできる。また、J−T
用高圧配管(15)を1本とし、その開度を可変とする
空圧式の比例制御弁を用いてもよく、同様の作用効果が
得られる。
In each of the above embodiments, the JT high-pressure pipe (15) is provided with a plurality of branch pipes (15a), (15b), ...
To the branch pipes (15a), (15b), ...
The flow rate of the helium gas is adjusted by switching the open / close valves (AV1), (AV2), ...
It is also possible to perform the same flow rate adjustment by combining (AV2), ... And controlling the opening and closing. Also, J-T
It is also possible to use one pneumatic high-pressure pipe (15) and use a pneumatic proportional control valve whose opening is variable, and the same effect can be obtained.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は4の
発明では、超電導磁石を臨界温度以下に冷却保持する液
化冷媒を貯溜するタンクに冷媒回路が開放され、タンク
内で蒸発した冷媒ガスを冷媒回路に取り込んで圧縮及び
膨張により冷却して再液化し、この液化冷媒をタンク内
に戻すようにした極低温冷凍機に対し、圧縮機から冷媒
タンクに至る冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段を設
け、上記超電導磁石の励消磁を行うとき、その実行中
は、圧縮機から冷媒タンクに至る冷媒流量を0にし、励
消磁の終了後に冷媒流量を通常流量に戻す際には、一
旦、通常流量よりも少ない設定流量に切り換えた後に通
常流量に戻すようにした。また、請求項2又は5の発明
では、超電導磁石の励消磁の実行中は、圧縮機から冷媒
タンクに至る冷媒流量を通常流量よりも少ない第1設定
流量にし、励消磁終了後に冷媒流量を通常流量に戻すと
きには、一旦、通常流量よりも少なくかつ第1設定流量
よりも多い第2設定流量に切り換えた後に通常流量に戻
すようにした。従って、これら発明によれば、超電導磁
の励消磁後に冷媒流量を通常流量に戻す際、この流量
が中間の設定流量にある間に圧縮機から冷媒タンクに至
る冷媒の圧力を低下させて流量を少なくし、冷媒タンク
の内圧が励消磁中のピーク値を越えて上昇するのを有効
に抑制することができ、冷凍機の励消磁運転モードの運
転時間を短縮して、圧縮機の耐久性の向上や接続配管の
霜付きの防止、タンクでの冷媒蒸発量の低減、冷媒のバ
ッファタンクへの回収量の低減等を図ることができる。
As described above, in the invention of claim 1 or 4, the refrigerant circuit is opened in the tank for storing the liquefied refrigerant for cooling and holding the superconducting magnet below the critical temperature, and the refrigerant gas evaporated in the tank is opened. Refrigerant flow rate adjustment that adjusts the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank for the cryogenic refrigerator in which the liquefied refrigerant is returned to the tank by taking it into the refrigerant circuit and cooling and reliquefying it by compression and expansion. When a means is provided to demagnetize the superconducting magnet, the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank is set to 0 during execution, and when the refrigerant flow rate is returned to the normal flow rate after the end of the demagnetization, once, After switching to a set flow rate that is lower than the normal flow rate, the normal flow rate is restored. Further, in the invention of claim 2 or 5, during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet, the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank is set to a first set flow rate which is smaller than the normal flow rate, and the refrigerant flow rate is normally set after the end of the demagnetization. When returning to the flow rate, the flow rate is once returned to the normal flow rate after switching to the second set flow rate which is lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate. Therefore, according to these inventions, the superconducting magnetism
When the flow rate of the refrigerant is returned to the normal flow rate after the stone is demagnetized, the pressure of the refrigerant from the compressor to the refrigerant tank is reduced to reduce the flow rate while this flow rate is at the intermediate set flow rate, and the internal pressure of the refrigerant tank is excited. It is possible to effectively suppress the rise above the peak value during demagnetization, shorten the operating time of the demagnetization operation mode of the refrigerator, improve the durability of the compressor and prevent frosting of the connecting pipe. In addition, it is possible to reduce the amount of refrigerant evaporated in the tank and the amount of refrigerant collected in the buffer tank.

【0057】請求項3の発明によると、圧縮機から冷媒
タンクに至る冷媒配管を並列に分岐してなる複数の分岐
配管と、該各分岐配管にそれぞれ配置され、互いに開度
の異なる絞り弁と、各分岐配管をそれぞれ開閉する開閉
弁とを設け、各開閉弁を開閉切換えして、圧縮機から冷
媒タンクに至る冷媒流量を調整するようにしたことによ
り、冷媒流量調整手段の望ましい構成を容易に得ること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, a plurality of branch pipes are formed by branching the refrigerant pipes from the compressor to the refrigerant tank in parallel, and throttle valves that are arranged in the respective branch pipes and have different opening degrees. An opening / closing valve for opening / closing each branch pipe is provided, and each opening / closing valve is opened / closed to adjust the refrigerant flow rate from the compressor to the refrigerant tank, thereby facilitating a desirable configuration of the refrigerant flow rate adjusting means. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の電源制御ユニットで行われ
る制御動作の前半部を示すフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart showing the first half of the control operation performed by the power supply control unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】電源制御ユニットで行われる制御動作の後半部
を示すフローチャート図である。
FIG. 3 is a flowchart showing the latter half of the control operation performed by the power supply control unit.

【図4】実施例1におけるリニアモータカー用冷凍機の
全体構成を示す冷媒回路図である。
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram showing the overall configuration of a refrigerator for a linear motor car in the first embodiment.

【図5】実施例1において開閉弁の開閉切換え及びそれ
に伴うヘリウムガス流量の変化を示すタイムチャート図
である。
FIG. 5 is a time chart showing switching between opening and closing of the on-off valve and changes in the helium gas flow rate associated therewith in the first embodiment.

【図6】実施例1において超電導磁石の励消磁時の液体
ヘリウムタンクの内圧変化を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing changes in the internal pressure of the liquid helium tank when the superconducting magnet is excited and demagnetized in Example 1.

【図7】実施例2を示す図2相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment.

【図8】実施例2を示す図3相当図である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 3 showing a second embodiment.

【図9】実施例2を示す図4相当図である。9 is a view corresponding to FIG. 4 showing the second embodiment.

【図10】実施例2を示す図5相当図である。10 is a view corresponding to FIG. 5 showing the second embodiment.

【符号の説明】 (R) 冷凍機 (1) 圧縮機ユニット (4),(8) 圧縮機 (15) J−T用高圧配管(冷媒配管) (15a),(15b),(15c) 分岐配管 (AV1),(AV2),(AV3) 開閉弁 (V1),(V2),(V3) 絞り弁 (19) 冷媒流量調整機構(冷媒流量調整手段) (21) 冷凍機ユニット (22) 予冷冷凍機 (31) J−T冷凍機 (38) J−T弁(膨張手段) (51) 電源制御ユニット (53) 励消磁運転検出手段 (54) 制御手段 (Th) 液体ヘリウムタンク(冷媒タンク) (Tb) バッファタンク[Explanation of reference signs] (R) Refrigerator (1) Compressor unit (4), (8) Compressor (15) JT high-pressure pipe (refrigerant pipe) (15a), (15b), (15c) Branch Piping (AV1), (AV2), (AV3) Open / close valves (V1), (V2), (V3) Throttle valve (19) Refrigerant flow rate adjusting mechanism (refrigerant flow rate adjusting means) (21) Refrigerator unit (22) Precooling Refrigerator (31) JT refrigerator (38) JT valve (expansion means) (51) Power supply control unit (53) Excitation / demagnetization operation detection means (54) Control means (Th) Liquid helium tank (refrigerant tank) (Tb) Buffer tank

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リニアモータカーの超電導磁石を臨界温
度以下に冷却保持する液冷媒を貯溜する冷媒タンク(T
h)内に、圧縮機(4),(8)及び膨張手段(38)
を有する冷媒回路の一部が開放され、冷媒タンク(T
h)内で蒸発したガス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機
(4),(8)で圧縮した後に膨張手段(38)で膨張
させ、その膨張による温度降下により液冷媒を生成して
冷媒タンク(Th)内に戻すようにしたリニアモータカ
ー用冷凍機において、 上記圧縮機(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至
る冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段(19)と、 上記超電導磁石の励消磁を行うことを検出する励消磁運
転検出手段(53)と、 上記検出手段(53)の出力信号を受け、超電導磁石の
励消磁中は、冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を通常
流量から0に切り換え、励消磁の終了後は、冷媒流量を
通常流量よりも少ない設定流量に切り換えた後に通常流
量に戻すように上記冷媒流量調整手段(19)を制御す
る制御手段(54)とを設けたことを特徴とするリニア
モータカー用冷凍機の運転制御装置。
1. A refrigerant tank (T that stores a liquid refrigerant for cooling and maintaining a superconducting magnet of a linear motor car at a critical temperature or lower).
In h), compressors (4), (8) and expansion means (38)
Of the refrigerant tank (T
The gas refrigerant evaporated in h) is sucked into the refrigerant circuit, compressed by the compressors (4) and (8), and then expanded by the expansion means (38), and a liquid refrigerant is generated by the temperature drop due to the expansion, thereby generating the refrigerant. In a refrigerator for a linear motor car that is returned to the inside of a tank (Th), refrigerant flow rate adjusting means (19) for adjusting the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th), The refrigerant flow rate reaching the refrigerant tank (Th) during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet by receiving the output signal of the excitation / demagnetization operation detection means (53) for detecting the excitation / demagnetization of the superconducting magnet and the detection means (53). Is switched from the normal flow rate to 0, and after the excitation / demagnetization is finished, the control means (54) for controlling the refrigerant flow rate adjusting means (19) so as to return the coolant flow rate to the normal flow rate after switching to the set flow rate smaller than the normal flow rate. ) And Operation control system for a linear motor car refrigerator, characterized in that the.
【請求項2】 リニアモータカーの超電導磁石を臨界温
度以下に冷却保持する液冷媒を貯溜する冷媒タンク(T
h)内に、圧縮機(4),(8)及び膨張手段(38)
を有する冷媒回路の一部が開放され、冷媒タンク(T
h)内で蒸発したガス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機
(4),(8)で圧縮した後に膨張手段(38)で膨張
させ、その膨張による温度降下により液冷媒を生成して
冷媒タンク(Th)内に戻すようにしたリニアモータカ
ー用冷凍機において、 上記圧縮機(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至
る冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段(19)と、 上記超電導磁石の励消磁を行うことを検出する励消磁運
転検出手段(53)と、 上記検出手段(53)の出力信号を受け、超電導磁石の
励消磁中は、冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を通常
流量から該通常流量よりも少ない第1設定流量に切り換
え、励消磁の終了後は、冷媒流量を通常流量よりも少な
くかつ上記第1設定流量よりも多い第2設定流量に切り
換えた後に通常流量に戻すように上記冷媒流量調整手段
(19)を制御する制御手段(54)とを設けたことを
特徴とするリニアモータカー用冷凍機の運転制御装置。
2. A refrigerant tank (T that stores a liquid refrigerant that cools and holds a superconducting magnet of a linear motor car below a critical temperature).
In h), compressors (4), (8) and expansion means (38)
Of the refrigerant tank (T
h) The gas refrigerant evaporated in the h) is drawn into the refrigerant circuit, compressed by the compressors (4) and (8) and then expanded by the expansion means (38), and the liquid refrigerant is generated by the temperature drop due to the expansion, thereby generating the refrigerant. In a refrigerator for a linear motor car that is returned to the inside of a tank (Th), a refrigerant flow rate adjusting means (19) for adjusting the refrigerant flow rate from the compressors (4) and (8) to the refrigerant tank (Th), The refrigerant flow rate reaching the refrigerant tank (Th) during the excitation / demagnetization of the superconducting magnet by receiving the output signal of the excitation / demagnetization operation detection means (53) for detecting the excitation / demagnetization of the superconducting magnet and the detection means (53). Is switched from the normal flow rate to a first set flow rate lower than the normal flow rate, and after the excitation / demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is switched to the second set flow rate lower than the normal flow rate and higher than the first set flow rate, Return to flow rate Uni the refrigerant flow rate adjusting means (19) control means for controlling (54) and the operation control system for a linear motor car refrigerator, characterized in that a.
【請求項3】 請求項1又は2記載のリニアモータカー
用冷凍機の運転制御装置において、 冷媒流量調整手段(19)は、圧縮機(4),(8)か
ら冷媒タンク(Th)に至る冷媒配管(15)を並列に
分岐してなる複数の分岐配管(15a),(15b),
…と、該各分岐配管(15a),(15b),…にそれ
ぞれ配置され、互いに開度の異なる絞り弁(V1),
(V2),…と、各分岐配管(15a),(15b),
…をそれぞれ開閉する開閉弁(AV1),(AV2),
…とを備えていて、各開閉弁(AV1),(AV2),
…を開閉切換えすることにより、圧縮機(4),(8)
から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量を調整するよう
に構成されているものであることを特徴とするリニアモ
ータカー用冷凍機の運転制御装置。
3. The operation control device for a refrigerator for a linear motor car according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant flow rate adjusting means (19) is a refrigerant from the compressors (4), (8) to the refrigerant tank (Th). A plurality of branch pipes (15a), (15b) formed by branching the pipe (15) in parallel,
, And throttle valves (V1), which are respectively arranged in the branch pipes (15a), (15b), ...
(V2), ... and each branch pipe (15a), (15b),
Open / close valves (AV1), (AV2), which open and close respectively ...
... and each open / close valve (AV1), (AV2),
The compressors (4), (8) are switched by opening and closing.
An operation control device for a refrigerator for a linear motor car, which is configured to adjust a refrigerant flow rate from a refrigerant tank to a refrigerant tank (Th).
【請求項4】 リニアモータカーの超電導磁石を臨界温
度以下に冷却保持する液冷媒を貯溜する冷媒タンク(T
h)内に、圧縮機(4),(8)及び膨張手段(38)
を有する冷媒回路の一部が開放され、冷媒タンク(T
h)内で蒸発したガス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機
(4),(8)で圧縮した後に膨張手段(38)で膨張
させ、その膨張による温度降下により液冷媒を生成して
冷媒タンク(Th)内に戻すようにしたリニアモータカ
ー用冷凍機の運転制御方法であって、 上記超電導磁石の励消磁を行うときには、圧縮機
(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量
を通常流量から0に切り換え、励消磁が終了すると、冷
媒流量を通常流量よりも少ない設定流量に切り換えた後
に通常流量に戻すことを特徴とするリニアモータカー用
冷凍機の運転制御方法。
4. A refrigerant tank (T that stores a liquid refrigerant that cools and holds a superconducting magnet of a linear motor car below a critical temperature).
In h), compressors (4), (8) and expansion means (38)
Of the refrigerant tank (T
h) The gas refrigerant evaporated in the h) is drawn into the refrigerant circuit, compressed by the compressors (4) and (8) and then expanded by the expansion means (38), and the liquid refrigerant is generated by the temperature drop due to the expansion, thereby generating the refrigerant. A method for controlling the operation of a refrigerator for a linear motor car that is returned to the inside of a tank (Th), wherein when the superconducting magnet is demagnetized, the compressors (4) and (8) reach the refrigerant tank (Th). A method for controlling operation of a refrigerator for a linear motor car, comprising: switching a refrigerant flow rate from a normal flow rate to 0 and, when excitation / demagnetization is completed, switching the refrigerant flow rate to a set flow rate smaller than the normal flow rate and then returning to the normal flow rate.
【請求項5】 リニアモータカーの超電導磁石を臨界温
度以下に冷却保持する液冷媒を貯溜する冷媒タンク(T
h)内に、圧縮機(4),(8)及び膨張手段(38)
を有する冷媒回路の一部が開放され、冷媒タンク(T
h)内で蒸発したガス冷媒を冷媒回路に吸入して圧縮機
(4),(8)で圧縮した後に膨張手段(38)で膨張
させ、その膨張による温度降下により液冷媒を生成して
冷媒タンク(Th)内に戻すようにしたリニアモータカ
ー用冷凍機の運転制御方法であって、 上記超電導磁石の励消磁を行うときには、圧縮機
(4),(8)から冷媒タンク(Th)に至る冷媒流量
を通常流量から該通常流量よりも少ない第1設定流量に
切り換え、励消磁が終了すると、冷媒流量を通常流量よ
りも少なくかつ上記第1設定流量よりも多い第2設定流
量に切り換えた後に通常流量に戻すことを特徴とするリ
ニアモータカー用冷凍機の運転制御方法。
5. A refrigerant tank (T for storing a liquid refrigerant for cooling and maintaining a superconducting magnet of a linear motor car at a critical temperature or lower).
In h), compressors (4), (8) and expansion means (38)
Of the refrigerant tank (T
h) The gas refrigerant evaporated in the h) is drawn into the refrigerant circuit, compressed by the compressors (4) and (8) and then expanded by the expansion means (38), and the liquid refrigerant is generated by the temperature drop due to the expansion, thereby generating the refrigerant. A method for controlling the operation of a refrigerator for a linear motor car that is returned to the inside of a tank (Th), wherein when the superconducting magnet is demagnetized, the compressors (4) and (8) reach the refrigerant tank (Th). When the refrigerant flow rate is switched from the normal flow rate to the first set flow rate which is smaller than the normal flow rate, and when the excitation / demagnetization is completed, the refrigerant flow rate is switched to the second set flow rate which is smaller than the normal flow rate and larger than the first set flow rate. A method for controlling the operation of a refrigerator for a linear motor car, which is characterized by returning to a normal flow rate.
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